高考冲刺计算题专题测试doc高中物理

2022届高三物理计算题专项测试1．如以下图的直角坐标系oxy中，C点坐标为（a，b）．现有一带电量为q（q＞0），质量为m的粒子，从O点以v速度沿负y轴方向发出，经过适宜的“场”后到达C处（不计粒子重力）．0（1）假设在y≤0的空间存在垂直于纸面向内的匀强磁场，求该y粒子从O到C经历的时间及对应的磁感应强度B．bC（2）假设仅在空间恰当的位置D处（D点图中未画出）放置一负Oax点电荷，也能使该粒子从O点发出，速率不变地经过C点，求Dv0点的坐标及该负点电荷的电量Q（已知静电力常量为K）．第1题图解．（12分）（1）如图，粒子在磁场中，aR=-----------------1分22mvoqvB-------------2分oR2mvo由①②得：B---------1分qaRa磁场中时间t----------1分1v2voob无场区t------------1分2voabO到C：ttt--------1分122vvoo（2）如图，连接OC，作OC的中垂线交X轴即是D点。设r=OD=CD。222那么r=b+（a-r）-------------1分b2a2得r------------1分2ab2a2所以D坐标(,0)-------------1分2a2kqQvo由m-------------1分2rr1/7\n2222mvrmv(ab)oo得Q=------------1分kq2kqa2．如以下图，半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点．斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P、Q（两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静止．假设PC间距为L1=0.25m，斜面MN足够长，物块P质量m1=3kg，与MN间的动摩擦因数1，求：3（1）小物块Q的质量m2；（2）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；（3）P物块P第一次过M点后0.3s到达K点，那么MK间距多大；B（4）物块P在MN斜面上滑行的总路程．OQPNR解．(17分)（1）mgsin53mgsin37-------------------2分12ACM得：m2=4kg------------1分D12第2题图（2）PD,mghmV-------------1分D2hLsin53R(1cos53)-----------1分12VDFmgm-------------1分DR得：FD=78N------------1分由牛顿第三定律得，物块P对轨道的压力大小为F78N------------1分D012（3）PM段：m1gL1sin53m1vMvM=2m/s---------------1分2002沿MN向上运动：a1=gsin53+μgcos53=10m/s------------1分vM=a1t1t1=0.2s------------1分12所以t1=0.2s时，P物到达斜面MN上最高点，故返回xa2t2-------1分2_2沿MN向下运动：a2=gsin53μgcos53=6m/s-----------1分vM12MKtat0.17m------------1分12222（4）末状态为VV0CMmgcos53LmgLsin53------------2分总12/7\n得L总=1.0m------------1分3．一个质量为m带电量为+q的小球以水平初速度v0自h高度做平抛运动．不计空气阻力．重力加速度为g．试答复以下问题⑴假设在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，电场强度E是多大？⑵撤消匀强电场后，小球再水平抛出至第一落地点P的过程，发生位移S的大小是多少？⑶假设在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，发现小球第一次落地仍然是P点．试问磁感应强度B是多大？mg解：（1）mg=qEE(2分)q12（2）xvt(1分)hgt(1分)0222hv2220得到Shxh(1分)g2222v0h（3）R=x+（R-h）(1分)得R(1分)2g22v0mv0mv02gh2mgv0qvBmB(2分)0222RqRq2hvghq(2vgh)00（此小题算对一种情况即给总分值）4．我国“神舟”六号宇宙已经发射成功，当时在飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图，如以下图，它记录了“神舟”六号飞船在地球外表垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈，依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹①通过赤道时的经度为西经156°，绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°……），假设已知地球半径为R，地球外表处的重力加速度g，地球自转周期为24h，根据图中的信息：⑴如果飞船运行周期用T表示，试写出飞船离地面高度的表达式⑵飞船运行一周，地球转过的角度是多少？⑶求飞船运行的周期解．①由万有引力提供向心力，即Mm22G2m()r132°180°rT156°156°-----------1分2在地球外表处mg=GMm/R-----------1分3/7\n22gRT可求得飞船的轨道半径：r3R-----------2分24②飞船每运行一周，地球自转角度为180°-156°=24°-----------2分24③神舟飞船运行的周期T为T2436005760s1.6h--------------3分3605．某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如以下图，一个劲度系数k=120N/m，自然长度L0=1m弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率2较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S=0.5m，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R=1.0Ω，电源的电动势E=12V，内阻r=0.5Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1=9.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2=6.0V。（电压表可看作理想表）求：⑴金属杆单位长度的电阻；迎风⑵此时作用在迎风板上的风力；板解．设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的MN电阻为R2，由题意得风EV⑴无风时：U1=R1得R1=4.5ΩRRr1R墙（2分）ErR14.5所以金属杆单位长度的电阻r=Ω/m=4.5Ω/mL10（2分）E⑵有风时：U2=R2得R2=1.5Ω（2分）RRr2R12此时，弹簧长度L=m（2分）r312压缩量x=L0-L=（1-）m=m（1分）332由平衡得此时风力：F=kx=120×=80N（2分）36．一质量为m、带电量为＋q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为30°，同时进入场强大小为大小为E，方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中，通过了b点正下方c点，如以下图，已知b到O的距离为L，粒子的重力不计，试求：y⑴磁感应强度By⑵圆形匀强磁场区域的最小面积；v0⑶c点到b点的距离bx解．（1）粒子在磁场中受洛仑兹力作用，作匀速圆周运动，设其半O30°径为R，据此并由题意知，粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在x轴voc上，且b点在磁场区之外。过b沿速度方向作延长线，它与y轴相交E于d点。作圆弧过O点与y轴相切，并且与bd相切，切点a即粒子4/7\n离开磁场区的地点。这样也求得圆弧轨迹的圆心C，如以下图。由图中几何关系得：L=3R（2分）3mv由①、②求得B（2分）qL（2）要使磁场的区域有最小面积，那么Oa应为磁场区域的直径，由r3L几何关系知：cos30由②、④得r（2分）R622L∴匀强磁场的最小面积为：Sr（2分）min12（3）带电粒子进入电场后，由于速度方向与电场力方向垂直，故做类平抛运动，由运动的合成2知识有：s·sin30°=v0t（2分）s·cos30°=at/2（2分）而a=qE/m243mv0联立解得：s（2分）Eq7.如以下图，质量为m、电荷量为q的带电粒子，沿与水平面成θ=60°的方向匀速运动，进入垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域后，从水平金属板M左端下边缘附近水平射出磁场，进入两平行金属板M、N间，恰好从N板右边缘飞出.已知匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，两带电极板M、N长为l，间距为d，板间电压为U，不计粒子重力.⑴分析判断极板M带正电还是带负电?⑵求粒子在磁场中运动的速度大小；⑶求粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点之间的距离.解：⑴粒子在磁场中向右偏转，由左手定那么可知，粒子带负电；粒子在电场中向下偏转，所以M板带负电。(2分)⑵设带电粒子进入电场时的初速度为v，那么121qUl2dat()（3分）22dmvlqU解得v。（2分）d2mO2rR2θ⑶设磁偏转的半径为R，那么由qBmθO1RmlmU得RqBBd2q（2分）如以下图，粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点间的距离0lmUd=2Rsin=2Rsin30=（2分）2qB2q8．如以下图，水平轨道上，轻弹簧左端固定，自然状态时右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩后释放，物块经过P点时的速度v0=18m/s，经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道，最后滑上质量M=0.9kg的长木板(木板足够长，物块滑上去不会从木板上掉下来).已知PQ间的距离l=1m，竖直半圆轨道光滑且半径R=1m，物块与水平轨5/7\n道间的动摩擦因数µ1=0.15，与木板间的动摩擦因数µ2=0.2，木板与水平地面间的动摩擦因数2µ3=0.01，取g=10m/s.(1)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动；(2)求木板滑行的最大距离x.解：（1）物块在PQ上运动的加速度2a1=-µ1g=-1.5m/s（1分）进入圆周轨道时的速度为v22v-v0=2a1l2222得v=v0+2a1l=321m/s（1分）设物块刚离开Q点时，圆轨道对物块的压力为FN，根据牛顿定律，有2vFN+mg=mR2vFN=m-mg=31.1N>0（2分）R故物块能沿圆周轨道运动（1分）(2)物块滑上木板时的速度为v11212mvmg2Rmv122得v1=19m/s（2分）物块滑上木板时的加速度为a22a2=-µ2g=-2m/s（1分）木板的加速度位a3µ2mg-µ3(m+M)g=Ma32mg3(Mm)g12a=m/s（2分）3M9设物块滑上木板经过时间t二者共速，v1+a2t=a3tt=9s（1分）这时木板的位移12s1=a3t=4.5m（1分）2它们的共同速度v2=a3t=1m/s（1分）2物块和木板一起减速的加速度a4=-µ3g=-0.1m/s，2v2它们减速运动的位移s2==5m（1分）2a4x=s1+s2=9.5m（1分）9．如以下图，在xOy平面内的第III象限中有沿—y方向的匀强电场，场强大小为E。只第I和第II象限有匀强磁场，磁场方向垂直于坐标平面向里，有一质量为m，电荷量为e的电子，从y6/7\n2mv0轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场，P点坐标为(0,)，经电场偏转后，与x轴2Ee4E负半轴成一定角度进入磁场，设磁感应强度B的大小为。求：3v0（1）电子经过x轴负半轴的坐标和此时速度方向与—x轴方向的夹角；（2）电子再次经过y轴负半轴的坐标。解：（15分）Ee（1）电子在电场做类平抛运动，加速度为a（1分）m2mv2y00令y，那么时间为t（1分）02Eea22ymv00电子经过x轴负半轴的坐标xvtv2y（2分）000aEevyat由tan1,得45vvx0故速度方向与-x轴方向成45°（2分）（2）电子进入磁场速度应为2v，进入磁场方向与x轴负方向成45°（1分）0222mv032mv032mv032进入磁场所作圆周运动半径Ry（2分）04Ee4Ee4Ee23v0由几何关系可知轨迹与x轴两交点间距离为AB2R3y（1分）0OBABOA3y2yy（1分）000电子接着从B点做匀速直线运动，由对称性知与x轴负方向成45°（2分）2mv0故再次经过y轴的坐标为，即与P点重合（2分）2Ee7/7