2023高考二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)(物理)計(jì)算題專(zhuān)項(xiàng)練(一)

計(jì)算題專(zhuān)項(xiàng)練(一)(滿分:46分時(shí)間:45分鐘)1.(7分)(2021福建漳州高三二模)一滑雪運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型,運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))沿傾角θ=37°的滑道由靜止開(kāi)始勻加速直線下滑,到達(dá)坡底后進(jìn)入水平滑道,勻減速直線滑行s=51.2m停下。已知水平段運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=6.4s,滑雪板與整個(gè)滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同,運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水平滑道瞬間的速度大小不變,不計(jì)空氣阻力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:(1)滑雪板與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始下滑位置到坡底的距離x。2.(9分)(2021山東棗莊高三二模)有一顆類(lèi)地行星,它的地表有遼闊的湖面,不過(guò)湖里不是液態(tài)的水,而是液態(tài)二氧化碳。假設(shè)該液態(tài)二氧化碳的密度為1.2×103kg/m3,湖面下方2.0m處的壓強(qiáng)為5.0×106Pa,下方5.0m處的壓強(qiáng)為7.7×106Pa。(1)求該行星表面的重力加速度g'的大小。(2)假設(shè)在該行星表面有一個(gè)開(kāi)口向下、豎直靜止放置的導(dǎo)熱良好的均勻汽缸,汽缸深為40.0cm。其中活塞橫截面積為2.5cm2,活塞質(zhì)量可忽略不計(jì)。當(dāng)活塞下面懸掛一個(gè)質(zhì)量為400.0g的重物時(shí),活塞恰好位于汽缸口處;取下重物,將汽缸緩慢旋轉(zhuǎn)到豎直開(kāi)口向上,然后把相同的重物放在活塞上,待穩(wěn)定后,活塞到汽缸口的距離是多少?(假設(shè)行星表面處的氣溫不變,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)3.(14分)(2021安徽高三三模)如圖甲所示,雜技運(yùn)動(dòng)員在固定的豎直金屬桿上表演。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始表演時(shí),它與金屬桿接觸處距離地面8.80m,運(yùn)動(dòng)員雙腿夾緊金屬桿倒立,并通過(guò)雙腿對(duì)金屬桿施加不同的壓力來(lái)控制身體的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員整個(gè)下滑過(guò)程的v-t圖像如圖乙所示。已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為60.0kg,身高為1.68m,接觸處距離頭頂1.00m,身體與桿的夾角始終保持37°,若不計(jì)空氣阻力,求:(g取10m/s2,sin37°=0.6)甲乙(1)運(yùn)動(dòng)員下滑的最大速度的大小;(2)運(yùn)動(dòng)員下滑過(guò)程克服摩擦力做的功;(3)運(yùn)動(dòng)員加速下滑和減速下滑過(guò)程的摩擦力大小之比。4.(16分)(2021浙江寧波高三二模)如圖所示,平行于直角坐標(biāo)系y軸的PQ是用特殊材料制成的,只能讓垂直打到PQ界面上的電子通過(guò),且通過(guò)時(shí)并不影響電子的速度。其左側(cè)有一直角三角形區(qū)域,分布著方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其右側(cè)有方向豎直向上、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。現(xiàn)有速率不同的電子在紙面上從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿不同方向射到三角形區(qū)域,不考慮電子間的相互作用。已知電子的電荷量為e,質(zhì)量為m,在△OAC中,lOA=a,θ=60°,D為x軸上的一個(gè)點(diǎn),且lOD=4a。(1)當(dāng)初速度方向沿y軸正方向時(shí),能從OC邊出磁場(chǎng)的電子所具有的最大速度的大小是多少?(2)能通過(guò)PQ界面的電子所具有的最大速度是多少?(3)在PQ右側(cè)x軸上什么范圍內(nèi)能接收到電子?(4)現(xiàn)把PQ右側(cè)電場(chǎng)撤去,增加一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng),使通過(guò)PQ界面的電子會(huì)聚于D點(diǎn),求該矩形磁場(chǎng)的最小面積。參考答案計(jì)算題專(zhuān)項(xiàng)練(一)1.答案(1)0.25(2)32m解析(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員在水平滑道運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得s=12at由牛頓第二定律得μmg=ma聯(lián)立解得μ=0.25。(2)運(yùn)動(dòng)員通過(guò)坡底時(shí)的速度大小為v=at設(shè)運(yùn)動(dòng)員在傾斜滑道上下滑時(shí)的加速度大小為a1,由牛頓第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma1由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得x=v22a1=2.答案(1)750m/s2(2)21.8cm解析(1)湖面下方2.0m的壓強(qiáng)為p1=p0+ρg'h1下方5.0m處的壓強(qiáng)為p2=p0+ρg'h2代入數(shù)據(jù)解得g'=750m/s2,p0=3.2×106Pa。(2)汽缸開(kāi)口向下時(shí),有p1'=p0-mg'S=3.2×106-V1=h1S汽缸開(kāi)口向下時(shí),有p2'=p0+mg'S=3.2×106+V2=h2S根據(jù)玻意耳定律可得p1'V1=p2'V2解得h2=18.2cm,則活塞到汽缸口的距離為(40-18.2)cm=21.8cm。3.答案(1)4m/s(2)4800J(3)63∶95解析(1)根據(jù)題意可知運(yùn)動(dòng)員下滑的距離x=h-lcosθ=8.00m根據(jù)x=vm解得最大速度為vm=4m/s。(2)根據(jù)動(dòng)能定理有mgx+Wf=0解得Wf=-4800J運(yùn)動(dòng)員下滑過(guò)程克服摩擦力做的功為4800J。(3)根據(jù)圖像,運(yùn)動(dòng)員下滑加速時(shí)間t1=2.5s,減速時(shí)間t2=1.5s,則運(yùn)動(dòng)員加速下滑階段加速度大小為a1=vm-0t1=1減速下滑階段加速度大小a2=Δvt2運(yùn)動(dòng)員加速下滑和減速下滑過(guò)程的摩擦力分別為Ff1、Ff2,根據(jù)牛頓第二定律有mg-Ff1=ma1Ff2-mg=ma2解得Ff1=504NFf2=760N運(yùn)動(dòng)員加速下滑和減速下滑過(guò)程的摩擦力大小之比為63∶95。4.答案(1)eBam(2)2eBam(3)3a<x≤3a+(4)(2-1)a2解析(1)洛倫茲力提供向心力,有evB=mv能從OC邊出磁場(chǎng)的電子,當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡和AC相切時(shí)半徑最大,故半徑最大值Rm=a所以,能從OC邊出磁場(chǎng)的電子所具有的最大速度vm=eBam(2)要使電子能通過(guò)PQ界面,電子飛出磁場(chǎng)的速度方向必須水平向右,由(1)可知v=eBR故R越大v越大,所以,從C點(diǎn)水平飛出的電子,運(yùn)動(dòng)半徑最大,對(duì)應(yīng)的速度最大,故有(R-a)2+(3a)2=R2所以R=2a,故能通過(guò)PQ界面的電子所具有的最大速度vm'=2eBa(3)只有垂直打到PQ界面上的電子通過(guò),故電子進(jìn)入電場(chǎng)的范圍為PQ上C到x軸間的范圍;當(dāng)粒子在PQ上的縱坐標(biāo)為y(0<y≤a)時(shí),粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑由幾何關(guān)系可得(r-y)2+(3y)2=r2所以r=2y那么由洛倫茲力提供向心力可得運(yùn)動(dòng)速度為v'=2粒子在電場(chǎng)中只受靜電力作用,做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),故y=12×eE那么,電子打在x軸上的位置為x=3a+v't=3a+2By2所以3a<x≤3a+2Ba2ea(4)增加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B,則粒子在增加磁場(chǎng)中