人教版新高考物理二輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)訓(xùn)練--計(jì)算題專項(xiàng)練(五)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

計(jì)算題專項(xiàng)練(五) (滿分:46分　時(shí)間:45分鐘) 1.(7分)(2021北京東城高三一模)如圖所示,豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道半徑為R,下端與水平桌面相切,小球A從圓弧軌道頂端無(wú)初速滑下,與靜止在圓弧軌道底端的小球B相碰,A與B碰撞后結(jié)合為一個(gè)整體,在水平桌面上滑動(dòng)。已知圓弧軌道光滑,A和B的質(zhì)量相等,A、B與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)。求: (1)碰撞前瞬間A的速度大小v; (2)碰撞后瞬間A和B整體的速度大小v'; (3)A和B整體在水平桌面上滑行的最遠(yuǎn)距離l。 2.(9分)(2021江西九江高三二模)從物理學(xué)的角度看,彩虹是太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)雨滴的兩次折射和一次反射形成的。我們通過(guò)下列簡(jiǎn)化示意圖來(lái)研究彩虹的形成。圖中細(xì)光束在過(guò)球心的平面內(nèi),包含紅光和紫光兩種單色光,入射角θ=45°,透明球?qū)t光折射率為n紅=2,球的半徑為R,真空中的光速為c。 (1)分析判斷,a和b哪束光是紅光? (2)光線從入射方向到出射方向轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱為偏向角,求紅光的偏向角和紅光在球內(nèi)的傳播時(shí)間。 3.(14分)(2021廣西南寧三中高三二模)如圖所示,xOy平面內(nèi),OP與x軸夾角為θ=53°,在xOP范圍內(nèi)(含邊界)存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.1 T。第二象限有平行于y軸向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=8340×105 V/m。一帶電微粒以速度v0=5×106 m/s從x軸上a(l,0)點(diǎn)平行于OP射入磁場(chǎng),并從OP上的b點(diǎn)垂直于OP離開(kāi)磁場(chǎng),與y軸交于c點(diǎn),最后回到x軸上的點(diǎn)d,圖中點(diǎn)b、d未標(biāo)出。已知l=54 m,sin 53°=45,cos 53°=35,不計(jì)微粒的重力,求: (1)微粒的比荷qm; (2)d點(diǎn)與O點(diǎn)的距離l1; (3)僅改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱而其他條件不變,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx大小滿足什么條件時(shí),微粒能到達(dá)第四象限。 4.(16分)(2021安徽高三三模)如圖甲所示,金屬線圈與水平放置的平行板電容器兩個(gè)極板相連。金屬線圈置于如圖乙所示的磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直,每段時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率均為ΔBΔt=2 T/s。t=0時(shí),將一帶電油滴從電容器正中央位置由靜止釋放,油滴在兩極板間上下運(yùn)動(dòng)又恰與兩極板不相撞。油滴無(wú)論在下降還是上升過(guò)程中,都只有一段時(shí)間沒(méi)有磁場(chǎng)。不考慮平行板電容器的邊緣效應(yīng)及磁場(chǎng)變化對(duì)虛線左側(cè)的影響。已知線圈匝數(shù)n=200,面積S=100 cm2,兩極板間距d=20 cm,油滴質(zhì)量m=1.0×10-6 kg,電荷量q=1.0×10-6 C,g取10 m/s2,求: 甲乙 (1)存在磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小及油滴在電場(chǎng)中的加速度大小; (2)油滴釋放后第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中靜電力的沖量大小; (3)圖中t2、t3和tn的表達(dá)式。參考答案計(jì)算題專項(xiàng)練(五) 1.答案 (1)2gR　(2)2gR2　(3)R4μ 解析 (1)設(shè)兩小球質(zhì)量均為m,對(duì)小球A從圓弧軌道頂端滑到底端的過(guò)程,由機(jī)械能守恒定律有 mgR=12mv2 解得v=2gR。 (2)對(duì)A、B碰撞的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量守恒定律有 mv=2mv' 解得v'=2gR2。 (3)對(duì)A、B整體在水平桌面上滑行的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理有 -μ·2mgl=0-12·2mv'2 解得l=R4μ。 2.答案 (1)b (2)150°　26Rc 解析 (1)同種介質(zhì)時(shí),光的頻率越高,折射率越大,紅光和紫光從空氣進(jìn)入水中時(shí),入射角相同,a光偏折較大,b光偏折較小,可知a是紫光,b是紅光。 (2)從A點(diǎn)入射時(shí),設(shè)折射角為γ,根據(jù)光的折射定律n紅=sinθsinγ 根據(jù)已知條件可知,折射角γ=30° 因此在A點(diǎn)入射時(shí)紅光沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)了Δθ1=θ-γ=15° 在B點(diǎn)發(fā)生反射時(shí),由于△OAB為等腰三角形,∠ABO=γ 在B點(diǎn)紅光沿順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn)了Δθ2=180°-2γ=120° 在出射點(diǎn)C,根據(jù)對(duì)稱性,紅光沿順時(shí)針?lè)较虻钠D(zhuǎn)角也為Δθ1,因此紅光的偏向角 Δθ=2Δθ1+Δθ2=150° 根據(jù)幾何關(guān)系及對(duì)稱性,紅光在球內(nèi)傳播的路程s=4Rcos γ=23R 紅光在球內(nèi)傳播速率v=cn紅因此紅光在球內(nèi)傳播時(shí)間t=sv 整理得t=26Rc。 3.答案 (1)5×107 C/kg　(2)4 m　(3)Bx≥0.2 T 解析 (1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由幾何關(guān)系 r=lsin 53° 由牛頓第二定律得 qv0B=mv02r 解得qm=5×107 C/kg。 (2)粒子進(jìn)入電場(chǎng)后做類斜拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)c點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為l2,由幾何關(guān)系得 l2=lcos53°+rsin53° 在y軸方向 -l2=v0tcos 53°-12qEmt2 在x軸方向 l1=v0tsin 53° 解得l1=4 m。 (3)微粒在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)與邊界OP相切時(shí),恰好能到達(dá)第四象限。由幾何關(guān)系知 R=12lsin 53° 由牛頓第二定律得 qv0B1=mv02R 解得B1=0.2 T,故當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bx≥0.2 T時(shí),微粒能到達(dá)第四象限。 4.答案 (1)4 V　10 m/s2 (2)2×10-6 N·s (3)t2=2+210 s,t3=2+3210 s,tn=2+2(2n-3)10s(n=2,3,4,…) 解析 (1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得,存在磁場(chǎng)的每一段時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=nΔΦΔt=nSΔBΔt=4 V 相應(yīng)時(shí)間內(nèi)兩極板間的電勢(shì)差U=E=4 V 油滴所受靜電力F=qUd=2×10-5 N 根據(jù)牛頓第二定律可知,油滴在電場(chǎng)中的加速度大小 a=F-mgm=10 m/s2。 (2)在0~t1時(shí)間內(nèi),油滴做自由落體運(yùn)動(dòng),在t1時(shí)刻,油滴的速度為v1,此時(shí)兩板間加有電壓,油滴在重力與靜電力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),再經(jīng)過(guò)時(shí)間τ1,油滴正好到達(dá)下板且速度為0,故有 v1=gt1 0=v1-aτ1 12d=12gt12+v1τ1-12aτ12 由以上各式可得t1=τ1=22dg=0.1 s 則油滴釋放后第一次下降至最低點(diǎn)的過(guò)程中靜電力的沖量大小I=F·τ1=2×10-6 N·s。 (3)接著,由下板處向上做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間τ2,速度變?yōu)関2,方向向上,這時(shí)撤去電壓使油滴做勻減速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間τ3,油滴到達(dá)上板且速度為0,故有 v2=aτ2 0=v2-gτ3 d=12aτ22+v2τ3-12gτ32 由上式可得τ2=τ3=dg 故t2=t1+τ1+τ2=(2+1)dg=2+210 s 此后油滴每次在上下板間先做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng),后做末速度為0的勻減速直線運(yùn)動(dòng),且加速度大小均為g,依照上面分析可知 t3=(2+3)dg=2+3210 s t4=(2+5)dg=2+5210 s 分析得tn=(2+2n-3)dg=2+2(2n-3)10 s(n=2,3,4,…)。

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