创新设计浙江鸭2017版高考物理二轮复习计算题41分练

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1、三、计算题满分练计算题41分练(1)19．(9分)用水平力F＝30N拉着一个质量为2kg的物体在水平面上由静止做匀加速直线运动，某时刻将力F随时间均匀减小。整个过程物体所受的摩擦力随时间变化如图1中实线所示，求：图1(1)物体做匀加速直线运动的加速度；(2)整个过程物体运动的时间；(3)物体做匀加速直线运动发生的位移。解析　(1)由牛顿第二定律知：a＝＝m/s2＝5m/s2(2)由图象知物体静止时用时30s，所以运动时间30s(3)物体做匀加速直线运动的时间为10s，所以有：x＝at2＝×5×102m＝250m。答案　(1)5m/s

2、2　(2)30s　(3)250m20．(12分)如图2所示，光滑的水平面AB与半径R＝0.4m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切，D点为半圆轨道最高点，A点的右侧连接一粗糙的水平面。用细线连接甲、乙两物体，中间夹一轻质压缩弹簧，弹簧与甲、乙两物体不拴接，甲的质量m1＝4kg，乙的质量m2＝5kg，甲、乙均静止。若固定乙，烧断细线，甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道，过D点时对轨道的压力恰好为零。取g＝10m/s2，甲、乙两物体可看作质点，求：图2(1)甲离开弹簧后经过B点时的速度的大小vB；(2)在弹簧压缩量相同的情况下，若固定甲，烧

3、断细线，乙物体离开弹簧后从A点进入动摩擦因数μ＝0.4的粗糙水平面，则乙物体在粗糙水平面运动的位移x。解析　(1)甲在最高点D，由牛顿第二定律，有m1g＝m1甲离开弹簧运动至D点的过程中机械能守恒：m1v＝m1g·2R＋m1v联立解得：vB＝2m/s。(2)甲固定，烧断细线后乙的速度大小为v2，由能量守恒Ep＝m1v＝m2v得v2＝4m/s乙在粗糙水平面做匀减速运动：μm2g＝m2a得a＝4m/s2x＝＝2m。答案　(1)2m/s　(2)2m22．(2016·9月绍兴适应性考试)(加试题)(10分)如图3所示，足够长的光滑水平直导轨

4、的间距为l，电阻不计，垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场，导轨上相隔一定距离放置两根长度均为l的金属棒，a棒质量为m，电阻为R，b棒质量为2m，电阻为2R。现给a棒一个水平向右的初速度v0，求：(a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞)图3(1)b棒开始运动的方向；(2)若a棒的速度减为时，b棒刚好碰到了障碍物，经过很短时间t0速度减为零(不反弹)，则碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小；(3)b棒碰到障碍物后，a棒继续滑行的距离。解析　(1)根据楞次定律推论“跟着动”，可知b棒向右运动(2)设b棒碰上障碍物瞬间的速度为v2，之

5、前两棒组成的系统动量守恒，则mv0＋0＝m＋2m·v2，解得v2＝，b棒碰障碍物过程中，根据动量定理－F·t0＝0－2m，解得F＝(3)a棒单独向右滑行的过程中，当其速度为v时，所受的安培力大小为F安＝IlB＝lB取极短时间Δti→0，a棒的速度由v变为v′，根据动量定理，有－F安Δti＝mv′－mv代入后得viΔti＝mv－mv′把各式累加，得∑viΔti＝m－0a棒继续前进的距离x＝∑Δxi＝∑viΔti＝答案　(1)向右　(2)　(3)23．(2016·9月金华十校联考)(加试题)(10分)如图4为一装放射源氡的盒子，静止的氡

6、核86Rn经过一次α衰变生成钋Po，新核Po的速率约为2×105m/s。衰变后的α粒子从小孔P进入正交的电磁场区域Ⅰ，且恰好可沿中心线匀速通过，磁感应强度B＝0.1T。之后经过A孔进入电场加速区域Ⅱ，加速电压U＝3×106V。从区域Ⅱ射出的α粒子随后又进入半径为r＝m的圆形匀强磁场区域Ⅲ，该区域磁感应强度B0＝0.4T、方向垂直纸面向里。圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切，荧光屏的中心点M和圆形磁场的圆心O、电磁场区域Ⅰ的中线在同一条直线上，α粒子的比荷为＝5×107C/kg。图4(1)请写出衰变方程，并求出α粒子的速率(保留一位有

7、效数字)；(2)求电磁场区域Ⅰ的电场强度大小；(3)粒子在圆形磁场区域Ⅲ的运动时间多长？(4)求出粒子打在荧光屏上的位置。解析　(1)衰变方程：Rn→：Po＋He①衰变过程动量守恒：0＝mPov1＋mHev0②联立①②可得：v0＝1.09×107m/s≈1×107m/s③(2)α粒子匀速通过电磁场区域Ⅰ：qE＝qv0B④联立③④可得：E＝1×106V/m⑤(3)α粒子在区域Ⅱ被电场加速：qU＝mv2－mv所以v＝2×107m/s⑥α粒子在区域Ⅲ中做匀速圆周运动：qvB＝所以R＝1m⑦T＝⑧由几何关系可知：α粒子在磁场中偏转角θ＝60

8、°所以α粒子在磁场中的运动时间t＝T联立⑧⑨可得：t＝×10－7s⑨(4)α粒子的入射速度过圆心，由几何关系可知，出射速度方向也必然过圆心O几何关系如图：tan60°＝，所以x＝1mα粒子打在荧光屏上的M点上方1m处⑩答案　(1)1×