江苏专用2024高考物理二轮复习计算题押题练三

PAGEPAGE1计算题押题练(三)1.如图所示，竖直放置的固定平行光滑导轨ce、df的上端连一阻值R0＝3Ω的电阻，导体棒ab水平放置在一水平支架MN上并与竖直导轨始终保持垂直且接触良好，在导轨之间有图示方向磁场，磁感应强度随时间变更的关系式为B＝2t(T)，abdc为一正方形，导轨宽L＝1m，导体棒ab的质量m＝0.2kg，电阻R＝1Ω，导轨电阻不计。(g取10m/s2)求：(1)t＝1s时导体棒ab对水平支架MN压力的大小；(2)t＝1s以后磁场保持恒定，某时刻撤去支架MN使ab从静止起先下落，求ab下落过程中达到的最大速度vm的大小以及ab下落速度v＝1m/s时的加速度大小。解析：(1)依据法拉第电磁感应定律可得感应电动势：E＝eq\f(ΔB,Δt)S＝2×1V＝2V依据闭合电路的欧姆定律可得：I＝eq\f(E,R＋R0)＝eq\f(2,4)A＝0.5At＝1s时，B＝2T，此时导体棒ab受到的安培力F安＝BIL＝2×0.5×1N＝1N，由左手定则可知方向竖直向上依据平衡条件得：FN＝mg－F安＝1N。由牛顿第三定律得导体棒ab对水平支架MN的压力FN′＝FN＝1N，方向竖直向下。(2)t＝1s时，B＝2T，撤去支架MN后，ab向下做切割磁感线运动，受竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用，当F安与ab棒的重力相等时达到最大速度由：E＝BLvm，I＝eq\f(E,R0＋R)，F安＝BIL＝mg，联立得：eq\f(B2L2vm,R0＋R)＝mg代入数据解得：vm＝2m/s当v＝1m/s时，由牛顿其次定律得mg－eq\f(B2L2v,R0＋R)＝ma代入数据解得：a＝5m/s2。答案：(1)1N(2)2m/s5m/s22．如图，质量m＝1kg的物体以v0＝4m/s的初速度从水平面的某点向右运动并冲上半径R＝0.1m的竖直光滑半圆环。物体与水平面间有摩擦。(1)物体能从M点飞出，落到水平面时落点到N点的距离的最小值为多大？(2)设动身点到N点的距离为x，物体从M点飞出后，落到水平面时落点到N点的距离为y，y2随x变更的关系如图。求物体与水平面间的动摩擦因数μ。(3)要使物体从某点动身后的运动过程中不会在N到M点的中间离开半圆轨道，求动身点到N点的距离x的取值范围。解析：(1)物体能从M点飞出，则有：mg＝meq\f(vmin2,R)解得vmin＝eq\r(gR)M点飞出后，做平抛运动，则：ymin＝vmint2R＝eq\f(1,2)gt2由以上式子得：ymin＝0.2m。(2)物体从动身点到M点过程用动能定理：－μmgx－mg2R＝eq\f(1,2)mvM2－eq\f(1,2)mv02之后，做平抛运动：y＝vMt2R＝eq\f(1,2)gt2由以上式子得：y2＝－eq\f(4,5)μx＋eq\f(12,25)由图知－eq\f(4,5)μ＝eq\f(0－0.48,3－0)，即：μ＝0.2。(3)要使物体不会在M到N点的中间离开半圆轨道，那么物体能达到的最大高度0<h≤R或物体能过M点；物体能达到的最大高度0<h≤R时，对物体由动能定理得：－μmgxmin－mgR＝0－eq\f(1,2)mv02解得：xmin＝3.5m物体恰好从M点飞出，则有：－μmgxmax－mg2R＝eq\f(1,2)mvmin2－eq\f(1,2)mv02由(1)知，vmin＝eq\r(gR)解得：xmax＝2.75m综上可得：x≥3.5m或x≤2.75m。答案：(1)0.2m(2)0.2(3)x≥3.5m或x≤2.75m3.如图，空间某个半径为R的区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，与它相邻的是一对间距为d，足够大的平行金属板，板间电压为U。一群质量为m，带电量为q的带正电的粒子从磁场的左侧以与极板平行的相同速度射入磁场。不计重力，则：(1)离极板AB距离为eq\f(R,2)的粒子能从极板上的小孔P射入电场，求粒子的速度？(2)极板CD上多长的区域上可能会有带电粒子击中？(3)假如变更极板的极性而不变更板间电压，发觉有粒子会再次进入磁场，并离开磁场区域。计算这种粒子在磁场和电场中运动的总时间。解析：(1)洛伦兹力供应向心力，qvB＝eq\f(mv2,r)，解得r＝eq\f(mv,qB)依据作图可解得，能从极板上的小孔P射入电场，r＝R所以入射粒子的速度v＝eq\f(qBR,m)。(2)全部进入磁场的粒子都能从P点射入电场，从最上边和最下边进入磁场的粒子将平行极板进入电场，这些粒子在垂直于电场方向做匀加速直线运动，a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qU,md)d＝eq\f(1,2)at2解得t＝eq\r(\f(2md2,qU))沿极板运动的距离x＝vt＝eq\r(\f(2B2R2d2q,mU))有带电粒子击中的长度为2x＝2eq\r(\f(2B2R2d2q,mU))。(3)能再次进入磁场的粒子应垂直于极板进入电场，在电场中运动的时间t1＝2eq\f(v,a)＝eq\f(2dBR,U)在磁场中运动的时间为t2＝eq\f(T,2)，T＝eq\f(2πR,v)＝eq\f(2πm,qB)所以t2＝eq\f(πm,q