2019-2020年高三物理二轮复习 计算题仿真练1.doc

2019-2020年高三物理二轮复习 计算题仿真练11(12分)如图甲所示，质量m1 kg的物体置于倾角为37的固定斜面的底端(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的拉力F，t12 s时拉力大小减半并反向，t23 s时撤去外力，物体运动的部分vt图象如图乙所示，设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g10 m/s2，sin 370.6，求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小(2)3 s后再经多长时间物体回到斜面底端(结果保留两位有效数字)解析：(1)由vt图线知，物体匀加速运动时加速度大小为a110 m/s2(1分)由牛顿第二定律得Fmgsin mgcos ma1(1分)物体匀减速运动时加速度大小为a220 m/s2(1分)由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma2(2分)联立并代入数据解得F20 N，0.5.(2分)(2)由vt图线知物体上滑的总距离为xt3 m30 m(1分)设撤去外力后物体的加速度大小为a3 ，由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma3(1分)代入数据解得a32 m/s2(1分)设3 s后再经时间t物体回到斜面底端，由运动学规律知xa3t2(1分)代入数据解得t5.5 s(1分)答案：(1)0.520 N(2)5.5 s2.(19分)如图所示，电阻不计且足够长的U形金属框架放置在倾角37的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B0.5 T质量m0.1 kg、电阻R0.4 的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好框架的质量M0.2 kg、宽度l0.4 m，框架与斜面间的动摩擦因数0.6，与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.(1)若框架固定，求导体棒的最大速度vm；(2)若框架固定，棒从静止开始下滑6 m时速度v5 m/s，求此过程回路中产生的热量Q及流过ab棒的电荷量q；(3)若框架不固定，求框架刚开始运动时棒的速度v1.解析：(1)棒ab产生的电动势EBlv(1分)回路中的感应电流I(1分)棒ab所受的安培力FBIl(1分)对棒ab，有mgsin 37BIlma(2分)当加速度a0时，速度最大，最大值vm6 m/s.(2分)(2)根据能量转化和守恒定律有mgxsin 37mv2Q(2分)代入数据解得Q2.35 J(2分)qtt3 C(3分)(3)回路中感应电流I1(1分)框架上边所受安培力F1BI1l(1分)对框架，Mgsin 37BI1l(mM)gcos 37(2分)代入数据解得v12.4 m/s.(1分)答案：(1)6 m/s(2)3 C(3)2.4 m/s3.(20分)如图所示为固定在水平地面上的轨道ABCD，其中半圆形轨道ABC光滑，水平轨道CD粗糙，且二者在C点相切，A与C分别是半径R0.1 m的半圆轨道的最高点和最低点一根轻弹簧固定在水平轨道的最右端，将一质量m0.02 kg、电荷量q8105 C的绝缘小物块紧靠弹簧并向右压缩弹簧，直到小物块和圆弧最低点的距离L0.5 m现在由静止释放小物块，小物块被弹出后恰好能够通过圆弧轨道的最高点A，已知小物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.4，小物块可视为质点，g取10 m/s2.(1)求小物块释放前弹簧具有的弹性势能Ep；(2)若在此空间加一方向水平向左的匀强电场，电场强度E2103 V/m，小物块仍由原位置释放后通过A点再落回水平轨道，在此过程中小物块电势能变化量为多少？解析：(1)设小物块到达半圆轨道的最高点时速度为v1，因为小物块恰好能到达圆弧轨道的最高点，故向心力刚好由重力提供：mgm(2分)解得v11 m/s(1分)小物块从开始运动到到达半圆轨道最高点A的过程中，由能量守恒定律得EpmgLmg2Rmv(3分)解得Ep9102 J(2分)(2)若存在水平向左的匀强电场，设小物块到达半圆轨道最高点A时的速度为v2，由功能关系得W弹Ep9102 J，从小物块开始运动到到达A点的过程，由动能定理得W弹EqLmgLmg2Rmv(3分)联立解得v23 m/s(1分)小物块由A飞出后在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向做匀减速直线运动，由运动学规律有竖直方向：2Rgt2，(1分)t 0.2 s(1分)水平方向：Eqma，(1分)a8 m/s2，(1分)xv2tat20.44 m(1分)在小物块落回轨道的整个过程中电场力做功为W电Eq(Lx)9.6103 J(2分)此过程中小物块的电势能减小了9.6103 J(1分)答案：(1)9102 J(2)9.6103 J4.(20分)在如图所示的直角坐标系中，第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，第三象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小未知，在y轴上的C点(没画出)固定有一点电荷(点电荷对y轴左侧不起作用)现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子由第二象限的点A处由静止释放(不计重力)，粒子恰好垂直y轴进入第四象限并在y轴右侧做匀速圆周运动，最后又恰好能击中A点，已知静电力常量为k，求：(1)磁感应强度B的大小(2)C点的坐标(3)点电荷的电荷量Q.解析：(1)设粒子进入磁场中的速度为v，则由动能定理知qEamv2(3分)粒子运动轨迹如图所示，由图知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径ra(1分)由洛伦兹力提供向心力知Bqvm(1分)联立解得B .(2分)(2)由图知粒子从D到A做类平抛运动，设C点的坐标为(0，y)，则粒子在y轴右侧做匀速圆周运动的半径为Rya(2分)由类平抛运动规律知avt，(1分)Ryat2(2分)联立可得y，即C点的坐标为.(1分)(3)由(2)知粒子在y轴右侧做匀速圆周运动的半径为Rya(2分)粒子在y轴右侧做匀速圆周运动时由库仑力提供向心力，即km(2分)所以Q，(2分)即点电荷的电荷量Q为，且带负电(1分)答案：(1) (2)(3)负电