高考物理考前冲刺计算题专题训练3
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高考物理考前冲刺计算题专题训练3

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时间:2021-06-11

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资料简介
计算题专项训练(三) 17.(1)(10 分)质量都是 m 的两个完全相同、带等量异种电荷的小球 A、B 分别用长l 的 绝缘细线悬挂在同一水平面上相距为 2l 的 M、N 两点,平衡时小球 A、B 的位置如图甲所示, 线与竖直方向夹角α=30°,当外加水平 向左的匀强电场时,两小球平衡位置如 图 乙 所 示 ,线 与 竖 直 方 向 夹 角 也为 α=30°,求 ①A、B 小球电性及所带电量 Q; ②外加匀强电场的场强 E。 (2)(10 分)下表是一辆电动自行车的部分技术指标.其中额定车速是指自行车于满载的 情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度. 额定车速 18km/h 电源输出电压 ≥36V 整车质量 40kg 充电时间 6~8h 载重 80kg 电动机额定输出功率 180W 电源 36V/12Ah 电动机额定工作电压、电流 36V/6A 请根据表中数据,完成下列问题:(g 取 10m/s2) ①此车所配电动机的输入功率是多少?此电动机的内阻是多大? ②在行驶的过程中车受到的阻力是车重(包括载重)的 k 倍,假定 k 是定值,试推算 k 的 大小. 18.(16 分)两块平行金属板 MN、PQ 水平放置,两板 间距为 d、板长为 l,在紧靠平行 板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,三角形底边BC与PQ在同一水平线上, 顶点 A 与 MN 在同一水平线上,如图所示.一个质量为 m、电量为+q 的粒子沿两板中心线以 初速度 v0 水平射入,若在两板间加某一恒定电压, 粒子离开电场后垂直 AB 边从 D 点进入磁场, BD= 4 1 AB,并 垂直 AC 边射 出( 不计 粒子 的重 力).求: (1)两极板间电压; (2)三角形区域内磁感应强度; (3)若两板间不加电压,三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外.要使粒子进入磁场区域后 能从 AB 边射出,试求所加磁场的磁感应强度最小值. 19.(16 分)如图甲所示,相距为 L 的两平行金属导轨 MN、PQ 固定在绝缘水平面上,处于 竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为 B,导轨足够长且电阻不计.两相同金属棒 c 和 d 与导轨垂直放置,它们的质量均为 m,电阻均为 R,间距为 s0,与导轨间动摩擦因数均 为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.在 t=0 时刻,对 c 棒施加一水平向右的力,使其 从静止开始做匀加速直线运动.在 t0 时刻,d 棒开始运动,此后保持水平力不变,由速度传 感器测得两金属棒的 v—t 图象如图乙所示,从 t1 时刻开始两金属棒以相同的加速度做匀加 速直线运动,此时两金属棒的间距为 s.试求: (1)在 0 至 t1 时间内通过 c 棒的电量; (2)t0 时刻回路的电功率和 c 棒的速度大小; (3)t1 时刻开始两金属棒的加速度大小. M N P Q cd 图甲 16 分)如图 1-7 所示,长为 2L 的板面光滑且不导电的平板小车 C 放在光滑水平面上,车的 右端有块挡板,车的质量 mC=4 m,绝缘小物块 B 的质量 mB=2 m.若 B 以一定速度沿平板向右 与 C 车的挡板相碰,碰后小车的速度总等于碰前物块 B 速度 的一半.今在静止的平板车的左端放一个带电量为+q、质量为 mA=m 的小物块 A,将物块 B 放在平板车的中央,在整个空间 加上一个水平方向的匀强电场时,金属块 A 由静止开始向右 运动,当 A 以速度 v0 与 B 发生碰撞,碰后 A 以 4 1 v0 的速率反 弹回来,B 向右运动. (1)求匀强电场的场强大小和方向. (2)若 A 第二次和 B 相碰,判断是在 B 与 C 相碰之前还是相碰之后? (3)A 从第一次与 B 相碰到第二次与 B 相碰这个过程中,电场力对 A 做了多少功? 图 1-7 17、(1) (1)A 球带正电,B 球带负电 ………………… 2 分 两小球相距 d=2l-2lsin30°=l …… 1 分 由 A 球受力平衡可得: ……………………………………… 2 分 解得: ………………………………………… 2 分 (2)此时两球相距 …… 1 分 根据 A 球受力平衡可得: …………………………… 2 分 解 得 : ……………………………………… 3 分 (2) (1)对于电动机: 216636  IUP入 W (1 分) 由表得 出P =180W (1 分) I=6A (1 分) 根据 入P = 出P +I2 r (1 分) 解出 r  1 (1 分) (2)对于车:由 FP 出 (1 分) smhkm /5/18  (1 分) 当匀速运动时有 F=f,其中 gMmkf )(  (2 分) 解出 03.0k (1 分) 18.(16 分) (1)(4 分)粒子在两块平行金属板间的电场中,沿水平方向做匀速运动,竖直方向做 初速度为零的匀加速运动。粒子垂直 AB 边进入磁场,由几何知识得,粒子离开 电场时偏转角θ=30°。根据类平抛运动的规律有: l=v0t ……………………1分 y qUv at tmd    ……………………1分 0 tan yv v   ……………………1 分 解得: 2 03 3 mdvU ql  ……………………1 分 (2)(8 分)由几何关系得: cos30AB dl   ……………………1 分 粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为: 1 3 3 4 2AD ABr l l d   ……………………2 分 粒子进入磁场时的速率为: 0 cos30 vv   ……………………2 分 根据向心力公式有: 2 1 1 vqB v m r  ……………………1 分 解得: 0 1 4 3 mvB qd  ……………………1 分 结合左手定则知,磁场方向垂直纸面向里。 ……………………1 分 (3)(4 分)若两板间不加电压,粒子将沿水平方向以速率 v0 从 AB 边的中点进入磁场。当 粒子刚好与 BC 边相切时,磁感应强度最小。设磁感应强度的最小值为 B2,由几何关系 知,对应粒子的最大轨道半径 r2 为: 2 4 dr  ……………………2 分 根据向心力公式有: 2 0 2 0 2 vqB v m r  ……………………1 分 解得: 0 2 4mvB qd  ……………………1 分 19.(16 分)解:(1)从 0 至 t1 这段时间内 qI t (1 分) 又 0( ) 2 BL S SI Rt  (2 分) 解得 0( ) 2 BL S Sq R  (1 分) (2)设在 t0 时刻回路的瞬时感应电流为 I,则对 d 棒 由平衡条件得 BIL mg (1 分) t0 时刻回路的电功率 2 2P I R  (1 分) 解得 2 2 2 2 2 2 m g RP B L  (1 分) 对回路由全电路欧姆定律有 2 CBLvI R (2 分) 解得 2 2 2 C mgRv B L  (1 分) (3)设在 t0 时刻,水平外力为 F0,棒 c 的加速度为 a0,由牛顿第二定律得 0 0F mg BIL ma   (2 分) 而 0 0 Cva t (1 分) 从 t1 时刻起,对两金属棒组成的系统,由牛顿第二定律有 0 2 2F mg ma  (1 分) 解得 0 2 2 02 a mgRa B L t   (2 分) 1)对金属块 A 用动能定理 qEL= 2 1 mv02 所以电场强度大小 E= qL mv 2 2 0 方向水平向右 (2)A、B 碰撞,由系统动量守恒定律得 mAv0=mA(- 4 1 v0)+mBvB 用 mB=2m 代入解得 vB= 8 5 v0 B 碰后做匀速运动,碰到挡板的时间 tB= 05 8 v L v L B  A 的加速度 aA= L v 2 2 0 A 在 tB 段时间的位移为 sA=vatB+ 2 1 atB2=- 4 1 v0· 2 1 5 8 0  v L · L v 2 2 0 ·( 05 8 v L )2= 25 6 L 因 sA<L,故 A 第二次与 B 相碰必在 B 与 C 相碰之后 (3)B 与 C 相碰,由动量守恒定律可得 mBvB=mBvB′+mCvC′ vC′= 2 1 vB vB′=0 A 从第一次相碰到第二次与 B 相碰的位移为 L,因此电场力做的功 W 电=qEL= 2 1 mv02.

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