2019高考物理优选冲A练计算题等值练三.doc

计算题等值练(三)19(9分)(2018台州中学统练)如图1所示，水平轨道AB段为粗糙水平面，BC段为一水平传送带，两段相切于B点一质量为m1 kg的物块(可视为质点)，静止于A点，AB距离为s2 m已知物块与AB段和BC段的动摩擦因数均为0.5，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，不计空气阻力图1(1)若给物块施加一水平拉力F11 N，使物块从静止开始沿轨道向右运动，到达B点时撤去拉力，物块在传送带静止情况下刚好运动到C点，求传送带的长度；(2)在(1)问中，若将传送带绕B点逆时针旋转37后固定(AB段和BC段仍平滑连接)，要使物块仍能到达C端，则在AB段对物块施加拉力F应至少多大答案(1)2.4 m(2)17 N解析(1)物块在AB段：Fmgma1得a16 m/s2设物块到达B点时速度为vB，有vB2 m/s滑上传送带mgma2刚好到达C点，有v2a2L，得传送带长度L2.4 m.(2)将传送带倾斜，滑上传送带有mgsin 37mgcos 37ma3，a310 m/s2，物块仍能刚好到C端，有vB22a3L在AB段，有vB22asFmgma联立解得F17 N20(12分)(2018杭州市五校联考)如图2所示，质量为m1 kg的小滑块(视为质点)在半径为R0.4 m的圆弧A端由静止开始释放，它运动到B点时速度为v2 m/s.当滑块经过B点后立即将圆弧轨道撤去滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为37、长s1 m的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦系数可在01.5之间调节斜面底部D点与光滑水平地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点认为滑块通过C和D前后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，不计空气阻力图2(1)求滑块对B点的压力大小以及在AB上克服阻力所做的功；(2)若设置0，求质点从C运动到D的时间；(3)若最终滑块停在D点，求的取值范围答案(1)20 N2 J(2) s(3)0.125 0.75或1解析(1)在B点，Fmgm解得F20 N由牛顿第三定律，滑块对B点的压力F20 N从A到B，由动能定理，mgRWmv2得到W2 J(2)若设置0，滑块在CD间运动，有mgsin ma加速度agsin 6 m/s2根据匀变速运动规律svtat2，得t s(3)最终滑块停在D点有两种可能：a滑块恰好能从C下滑到D.则有mgsin smgcos s0mv2，得到1b滑块在斜面CD和水平地面间多次反复运动，最终静止于D点当滑块恰好能返回C：1mgcos 2s0mv2得到10.125当滑块恰好能静止在斜面上，则有mgsin 2mgcos ，得到20.75所以，当0.1250.75，滑块在CD和水平地面间多次反复运动，最终静止于D点综上所述，的取值范围是0.1250.75或1.22.加试题(10分)(2018绿色评价联盟选考)间距为l的平行金属导轨由倾斜和水平导轨平滑连接而成，导轨上端通过开关S连接一电容为C的电容器，如图3所示，倾角为的导轨处于大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间中，在水平导轨无磁场区静止放置金属杆cd，在杆右侧存在大小也为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间，区间长度足够长，当S断开时，金属杆ab从倾斜导轨上端释放进入磁场区间，达到匀速后进入水平轨道，在无磁场区与杆cd碰撞，杆ab与cd粘合成并联双杆(未产生形变)，并滑进磁场区间，同时开关S接通(S接通前电容器不带电)在运动过程中，杆ab、cd以及并联双杆始终与导轨接触良好，且与导轨垂直已知杆ab和cd质量均为m，电阻均为R，不计导轨电阻和阻力，忽略磁场边界效应，不计空气阻力，重力加速度为g，求：图3(1)杆ab在倾斜导轨上达到匀速运动时的速度v0；(2)杆碰撞后粘合为并联双杆时的运动速度v1；(3)并联双杆进入磁场区间后最终达到稳定运动的速度v2.答案见解析解析(1)感应电动势EBlv0感应电流：I安培力：FIBl匀速运动条件mgsin ，v0(2)以向右为正方向，由动量守恒定律，有mv02mv1，得到：v1(3)当并联双杆进入磁场时，以向右为正方向，在极小的时间间隔t内，对双杆运用动量定理，有：Blit2mv累加求和，有Blq2m(v2v1)，而：qCE0CBlv2得到：v2.23.加试题(10分)(2017温州市九校高三上学期期末)某“太空粒子探测器”是由加速、偏转和探测三部分装置组成，其原理可简化如下：如图4所示，沿半径方向的加速电场区域边界AB、CD为两个同心半圆弧面，圆心为O1，外圆弧面AB电势为1，内圆弧面电势为2；在O1点右侧有一与直线CD相切于O1、半径为R的圆，圆心为O2，圆内(及圆周上)存在垂直于纸面向外的匀强磁场；MN是一个足够长的粒子探测板，与O1O2连线平行并位于其下方3R处；假设太空中漂浮着质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速到CD圆弧面上，再由O1点进入磁场偏转，最后打到探测板MN(不计粒子间的相互作用和星球对粒子引力的影响)，其中沿O1O2连线方向入射的粒子经磁场偏转后恰好从圆心O2的正下方G点射出磁场图4(1)求粒子聚焦到O1点时速度的大小及圆形磁场的磁感应强度大小B0；(2)从图中P点(PO1与O1O2成30夹角)被加速的粒子打到探测板上Q点(图中未画出)，求该粒子从O1点运动到探测板MN所需的时间；(3)若每秒打在探测板上的粒子数为N，打在板上的粒子数60%被吸收，40%被反射，弹回速度大小为打板前速度大小的0.5倍，求探测板受到的作用力的大小. 答案见解析解析(1)带正电粒子从AB圆弧面由静止开始加速到CD圆弧面上，由动能定理得q(12)mv2解得v由qvB0及rR得磁感应强度为B0(2)从P点被加速的粒子运动轨迹如图所示，则在磁场中的运动周期T由几何关系知粒子在磁场中的运动时间t1T出磁场后至到达探测板所需的时间t2从O1 点运动到探测板MN所需的时间tt1t2(3)R(3)由题可知，所有带正电粒子经磁场偏转后均垂直射向探测板，由动量定理可得F1|0.6NmvF2|0.6Nmv由牛顿第三定律得探测板受到的作用力大小FF1F21.2Nmv1.2N.