2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)計(jì)算題押題練4含解析

PAGE3-計(jì)算題押題練413．(11分)如圖所示，一質(zhì)量為1kg的物體靜止放在粗糙程度相同的水平面上，在t＝0時(shí)刻，對(duì)物體加一斜向上、與水平方向成θ＝37°角的力F的作用，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。一段時(shí)間后，撤去F的作用，最終停在水平面上，物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中從t＝0時(shí)刻起先，每隔0.1s通過(guò)速度傳感器測(cè)量出物體的瞬時(shí)速度，部分測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示，已知sin37°＝0.6，g取10m/s2，求：t/s...0.3...1.61.71.8...v/(m·s－1)...1.8...3.02.52.0(1)力F的大??；(2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得的最大動(dòng)能；(3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體克服摩擦力所做的功。解析：(1)由題意可知，物體先做勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)物體做勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度大小分別為a1、a2。由表中數(shù)據(jù)可知a1＝eq\f(v,t)＝6m/s2 ①a2＝eq\f(Δv2,Δt)＝5m/s2 ②物體做勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程：Fcosθ－μ(mg－Fsinθ)＝ma1 ③物體做勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程：μmg＝ma2由以上各式可得F＝10N ④(2)設(shè)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，由題意可知a1t＝v2＋a2(t2－t) ⑤即6t＝3＋5(1.6－t)解得t＝1s物體過(guò)程中獲得的最大動(dòng)能Ekm＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＝eq\f(1,2)m(a1t)2＝18J ⑥(3)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移s1＝eq\f(1,2)a1t2 ⑦對(duì)物體全過(guò)程列動(dòng)能定理方程得Fs1cos37°－Wf＝0－0 ⑧解得Wf＝24J ⑨答案：(1)10N(2)18J(3)24J14．(15分)如圖所示，在xOy直角坐標(biāo)平面內(nèi)－0.05m≤x＜0的區(qū)域有垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T，0≤x≤0.08m的區(qū)域有沿－x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在x軸上坐標(biāo)為(－0.05m，0)的S點(diǎn)有一粒子源，它一次能沿紙面同時(shí)向磁場(chǎng)內(nèi)各個(gè)方向放射一個(gè)比荷為eq\f(q,m)＝5×107C/kg、速率為v0＝2×106m/s的帶正電粒子。若粒子源只放射一次，其中只有一個(gè)粒子Z恰能到達(dá)電場(chǎng)的右邊界，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。求：(結(jié)果可保留根號(hào))(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑R；(2)粒子Z從S放射時(shí)的速度方向與磁場(chǎng)左邊界的夾角θ；(3)第一次經(jīng)過(guò)y軸的全部粒子中，位置最高的粒子P的坐標(biāo)；(4)若粒子P到達(dá)y軸瞬間電場(chǎng)突然反向，求粒子P到達(dá)電場(chǎng)右邊界時(shí)的速度。解析：(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qv0B＝eq\f(mveq\o\al(2,0),R)解得R＝0.1m。(2)由題意可知粒子Z垂直電場(chǎng)左邊界進(jìn)入電場(chǎng)，作出粒子Z在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，O1為軌跡的圓心，用dB表示磁場(chǎng)區(qū)域的寬度，由幾何關(guān)系可知∠O1SO＝θ，在△SOO1中滿意cosθ＝eq\f(OS,O1S)＝eq\f(dB,R)，代入數(shù)據(jù)可得θ＝eq\f(π,3)＝60°，即粒子Z從S放射時(shí)的速度方向與磁場(chǎng)左邊界的夾角為60°或120°。(3)經(jīng)過(guò)y軸上位置最高的粒子P的運(yùn)動(dòng)軌跡恰與y軸相切于N點(diǎn)，如圖所示，N點(diǎn)到x軸的豎直距離L滿意L2＋(R－dB)2＝R2解得L＝eq\f(\r(3),20)m即粒子P的位置坐標(biāo)為(0，eq\f(\r(3),20)m)。(4)用dE表示電場(chǎng)的寬度，對(duì)粒子Z在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得qEdE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)代入數(shù)據(jù)可得E＝5.0×105N/C設(shè)沿電場(chǎng)方向的速度為v⊥，則v⊥＝eq\r(2adE)Eq＝ma解得v⊥＝2×106m/s所以粒子P到達(dá)電場(chǎng)右邊界時(shí)的速度v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,⊥))＝2eq\r(2)×106m/s方向與電場(chǎng)右邊界成45°或