2022年高三物理 晚讀訓練題（沖刺復習計算題1）

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1、2022年高三物理 晚讀訓練題（沖刺復習計算題1） 1．如圖所示，傾角為37°的足夠大斜面以直線MN為界由兩部分組成，MN垂直于斜面的水平底邊PQ且左邊光滑右邊粗糙，斜面上固定一個既垂直于斜面又垂直于MN的粗糙擋板. 質(zhì)量為的小物塊A置于擋板與斜面間，A與擋板間的動摩擦因數(shù)為質(zhì)量為的小物塊B用不可伸長的細線懸掛在界線MN上的O點，細線長為 此時，細線恰好處于伸直狀態(tài)，A、B可視為質(zhì)點且與斜面粗糙部分的動摩擦因數(shù)均為它們的水平距離，現(xiàn)A以水平初速度向右滑動并恰能與B發(fā)生彈性正撞. ，求： (1)A碰撞前向右滑動時受到的摩擦力； (2)碰后A滑行的位移； (3)B沿斜面做圓周運動到最高

2、點的速度. 2．如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊放在長直水平面上，用水平細線緊繞在半徑為R、質(zhì)量為2m的薄壁圓筒上，時刻，圓筒在電動機帶動下由靜止開始繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動中角速度滿足為已知常數(shù)），物塊和地面之間動摩擦因數(shù)為 求： (1)物塊做何種運動？請說明理由． (2)物塊運動中受到的拉力． (3)從開始運動至時刻，電動機做了多少功？ (4)若當圓筒角速度達到時，使其減速轉(zhuǎn)動，并以此時刻為且角速度滿足（式中均為已知），則減速多長時間后小物塊停止運動？ 3．如圖所示，一半徑為r的圓形導線框內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向垂直于導線框所在平面，導線框的左端通過導線

3、接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長為 l，t＝0時，磁場的磁感應(yīng)強度B從B0開始均勻增大，同時，在板2的左端且非常靠近板2的位置有一質(zhì)量為m. 帶電量為－q的液滴以初速度v0水平向右射入兩扳間，該液滴可視為質(zhì)點。 (1)要使該液滴能從兩板間射出，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率K應(yīng)滿足什么條件？ (2)要使該液滴能從兩板間右端的中點射出，磁感應(yīng)強度B與時間t應(yīng)滿足什么關(guān)系？ 4．飛行時間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時間對氣體分子進行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，自脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射

4、出，沿中線方向進入M、N板間的方形區(qū)域，然后到達緊靠在其右側(cè)的探測器。已知極板a、b間的電壓為U0，間距為d，極板M、N的長度和間距均為L．不計離子重力及經(jīng)過a板時的初速度。 (1)若M、N板間無電場和磁場，請推導出離子從a板到探測器的飛行時間t與比荷 q和m分別為離子的電荷量和質(zhì)量）的關(guān)系式； (2)若在M、N間只加上偏轉(zhuǎn)電壓U1，請論證說明不同正離子的軌跡是否重合； (3)若在N、M間只加上垂直于紙面的勻強磁場。已知進入a、b間的正離子有一價和二價的兩種，質(zhì)量均為m，元電荷為e。要使所有正離子均能通過方形區(qū)域從右側(cè)飛出，求所加磁場的磁感應(yīng)強度的最大值Bm。 5．如圖所示，

5、整個裝置放置水平光滑桌面上，金屬桿ab內(nèi)阻（有效電阻）以恒定的速率v（垂直桿）在光滑足夠長平行導軌上滑行，導軌寬度金屬桿始終與導軌垂直并接觸良好，電阻兩勻強磁場方向豎直向下，兩金屬M、N長度為兩板間距離也為0.2m，用導線連接在R兩端，在左邊緣正中央有一粒子源，粒子質(zhì)量以速度速度垂直電場射入，經(jīng)偏轉(zhuǎn)最后進入足夠大勻強磁左邊界剛好與金屬板右邊重合 (1)若金屬桿以方向向右，R兩端電壓和M板帶什么電。 (2)若金屬桿以(1)問速度運行，粒子飛出金屬板偏轉(zhuǎn)位移。 (3)若金屬桿取不同速度，帶電粒子在磁場中運動的可能時間以及對應(yīng)金屬桿ab的速度。 6．足夠長的光滑水平導軌PC、

6、QD與粗糙豎直導軌之間用光滑的圓弧導軌PM和QN連接，O為圓弧軌道的圓心，如圖甲所示。已知導軌間距均為圓弧導軌的半徑為，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化圖象如圖乙所示。水平導軌上的金屬桿A1在外力作用下，從較遠處以恒定速度水平向右運動，金屬桿A2從距圓弧頂端MN高處由靜止釋放。當時，撤去施于桿上的外力；隨后的運動中桿始終在水平導軌上，且與未發(fā)生碰撞，已知金屬桿質(zhì)量均為與豎直導軌間的動摩擦因數(shù)為，金屬桿的電阻均為其余電阻忽略不計，重力加速度 試求： (1)金屬桿沿豎直導軌下滑過程中的加速度； (2)金屬桿滑至圓弧底端PQ的速度； (3)整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱

7、Q。 參考答案 1．解：(1)分析物塊A的受力得： (2)設(shè)A運動至與B相碰前速度為 由動能定理得： 解得： A和B發(fā)生彈性正碰，由動量守恒和能量守恒得： ， 解得： 設(shè)A滑行的位移為 由動能定理得： 解得： (3)設(shè)B做圓周運動到最高點的速度為， 由動能定理得： 2．解：(1)圓筒邊緣線速度與物塊前進速度大小相同 根據(jù) 線速度與時間成正比 物塊做初速為零的勻加速直線運動 (2)由(1)問分析結(jié)論，物塊加速度為 根據(jù)物塊受力，由牛頓第二定律得 則細線拉力為 (3)對整體運用動能定理，有 其中 則電動機做的功為 （或

8、對圓筒分析，求出細線拉力的做功，結(jié)果正確同樣給分） (4)圓筒減速后，邊緣線速度大小 線速度變化率為 若細線處于拉緊狀態(tài)，物塊與圓筒同時停止，物塊減速時間為 若細線松弛，物塊水平方向僅受摩擦力，物塊減速時間為 3．解：(1)由題意可知：板1為正極，板2為負極 兩板間的電壓 ① 而：② 帶電液滴受的電場力： , 故：, 討論：①若, 液滴向上偏轉(zhuǎn)，做類似平拋運動 當液滴剛好能射出時：有 故 得③ 要使液滴能射出，必須滿足 故 ②若, 液滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運動，此時 ④ 由①②④得 液滴能射出，必須滿

9、足 ③若液滴將被吸附在板2上。綜上所述：液滴能射出， K應(yīng)滿足 (2), 當液滴從兩板中點射出進，滿足條件一的情況， 則用替代③式中的d 即 4．解：(1)根據(jù)動能定理得： 即 帶電離子在平行板a、b間的加速度 即 所以，帶電離子在平行板a、b間的運動時間 帶電離子的全部飛行時間 (2)平拋運動，，加速度 得： 上式是正離子的軌跡方程，與正離子的質(zhì)量和電荷量均無關(guān)， 所以，不同正離子的軌跡是重合的 (3)當M、N間磁感應(yīng)強度大小為B時，離子做圓周運動，滿足得： 帶電離子的軌道半徑 上式知當二價正離子剛好能從方形區(qū)域飛出時的磁感應(yīng)強度為滿足

10、題目條件的磁感應(yīng)強度的最大值 由幾何關(guān)系得得： 將二價正離子的電量2e代入 得： 得： 此值即為所求的磁感應(yīng)強度的最大值 5．解：(1)有法拉第電磁感應(yīng)定律得 M板帶正電 (2)帶電粒子做類平拋運動 (3)經(jīng)分析粒子從M板飛入磁場時間最短 方向水平向左 經(jīng)分析粒子從N板飛入磁場時間最長 同理： 方向水平向右 帶電粒子進入磁場速度與邊界夾角為45° 桿的速度為 帶電粒子在磁場中運動為 6．解：(1)運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 回路中的感應(yīng)電流 桿所受的安培力 桿的滑動摩擦力 所以桿下滑過程中的加速度 (2)桿在內(nèi)下滑的距離 恰好滑至MN處，此時的速度 若以做勻速圓周運動至底端PQ所用時間 說明下滑過程中無磁場，只有重力做功，由機械能守恒， 有 解得金屬滑至圓弧底端PQ的速度 (3)以的方向為正方向，有 解得 在水平導軌運動中產(chǎn)生的焦耳熱為 由能量守恒有 在內(nèi)，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為 由功能關(guān)系有 （或：） 所以，在整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱