高考試題分項版解析物理專題20 物理計算.doc

2012年高考試題分項版解析物理專題（1）分別指出強度為i1、i2的電流的方向；（2）求mn分別通以強度為i1和i2電流時，線框受到的安培力f1與f2大小之比；（3）當mn內(nèi)的電流強度為i3時兩細線恰好斷裂，在此瞬間線圈的加速度大小為a，求i3。（2011上海）30（10分）如圖，將質(zhì)量m=0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上。環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑。環(huán)與桿間動摩擦因數(shù)=0.8。對環(huán)施加一位于豎直平面內(nèi)斜向上，與桿夾角=53的拉力f，使圓環(huán)以a=4.4m/s2的加速度沿桿運勸，求f的大小。（2012廣東）36.（18分） 圖18（a）所示的裝置中，小物塊a、b質(zhì)量均為m，水平面上pq段長為l，與物塊間的動摩擦因數(shù)為，其余段光滑。初始時，擋板上的輕質(zhì)彈簧處于原長；長為r的連桿位于圖中虛線位置；a緊靠滑桿（a、b間距大于2r）。隨后，連桿以角速度勻速轉(zhuǎn)動，帶動滑桿作水平運動，滑桿的速度-時間圖像如圖18（b）所示。a在滑桿推動下運動，并在脫離滑桿后與靜止的b發(fā)生完全非彈性碰撞。（1）求a脫離滑桿時的速度uo，及a與b碰撞過程的機械能損失e。（2）如果ab不能與彈簧相碰，設(shè)ab從p點到運動停止所用的時間為t1，求得取值范圍，及t1與的關(guān)系式。 （2012安徽）24.（20分）如圖所示，裝置的左邊是足夠長的光滑水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量 m=2kg的小物塊a。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺面等高，并能平滑對接。傳送帶始終以n=2m/s 的速度逆時針轉(zhuǎn)動。裝置的右邊是一光滑的曲面，質(zhì)量m=1kg的小物塊b從其上距水平臺面h=1.0m處由靜止釋放。已知物塊b與傳送帶之間的摩擦因數(shù) n=0.2, f=1.0m。設(shè)物塊a、b中間發(fā)生的是對心彈性碰撞，第一次碰撞前物塊a靜止且處于平衡狀態(tài)。取g=10m/s2。（1）求物塊b與物塊a第一次碰撞前的速度大??；（2）通過計算說明物塊b與物塊a第一次碰撞后能否運動到右邊曲面上？（3）如果物塊a、b每次碰撞后，物塊a再回到平衡位置時都會立即被鎖定，而當他們再次碰撞前鎖定被解除，試求出物塊b第n次碰撞后運動的速度大小。（2012安徽）23.（16分）圖1是交流發(fā)電機模型示意圖。在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，有一矩形線圖可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸轉(zhuǎn)動，由線圈引起的導線和分別與兩個跟線圈一起繞轉(zhuǎn)動的金屬圈環(huán)相連接，金屬圈環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電話電阻形成閉合電路。圖2是線圈的住視圖，導線和分別用它們的橫截面來表示。已知長度為, 長度為,線圈以恒定角速度逆時針轉(zhuǎn)動。（只考慮單匝線圈）（1）線圈平面處于中性面位置時開始計時，試推導t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢的表達式；（2）線圈平面處于與中性面成夾角位置時開始計時，如圖3所示，試寫出t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢的表達式；（3）若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻r上產(chǎn)生的焦耳熱。（其它電阻均不計）（2011北京）22（16分）如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運動，經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面，最終落在水平地面上。已知l =1.4m，v =3.0m/s，m = 0.10kg，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)u =0.25，桌面高h =0.45m。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。求（2011天津）11（18分）如圖所示，一對光滑的平行金屬導軌固定在同一水平面內(nèi)，導軌間距l(xiāng) = 0.5m，左端接有阻值r = 0.3的電阻。一質(zhì)量m = 0.1kg，電阻r = 0.1的金屬棒mn放置在導軌上，整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度b = 0.4t。棒在水平向右的外力作用下，由靜止開始以a = 2m/s2的加速度做勻加速運動，當棒的位移x = 9m時撤去外力，棒繼續(xù)運動一段距離后停下來，已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比q1：q2 = 2：1。導軌足夠長且電阻不計，棒在運動過程中始終與導軌垂直且兩端與導軌保持良好接觸。求（1）棒在勻加速運動過程中，通過電阻r的電荷量q；（2）撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱q2；（3）外力做的功wf。（2011天津）12（20分）對鈾235的進一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子，從容器a下方的小孔s1不斷飄入加速電場，其初速度可視為零，然后經(jīng)過小孔s2垂直于磁場方向進入磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中，做半徑為r的勻速圓周運動。離子行進半個圓周后離開磁場并被收集，離開磁場時離子束的等效電流為i。不考慮離子重力及離子間的相互作用。 （2012江蘇）13. (15 分)某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置,如圖所示. 在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角琢均為49仔,磁場均沿半徑方向. 匝數(shù)為n 的矩形線圈abcd 的邊長ab =cd =、bc =ad =2. 線圈以角速度棕繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動,bc和ad 邊同時進入磁場. 在磁場中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為b、方向始終與兩邊的運動方向垂直. 線圈的總電阻為r,外接電阻為r. 求:（2012江蘇）14. (16 分)某緩沖裝置的理想模型如圖所示,勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連,輕桿可在固定的槽內(nèi)移動,與槽間的滑動摩擦力恒為f. 輕桿向右移動不超過l 時,裝置可安全工作. 一質(zhì)量為m 的小車若以速度v0 撞擊彈簧,將導致輕桿向右移動l4. 輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,且不計小車與地面的摩擦. （2012江蘇）15. (16 分)如圖所示,待測區(qū)域中存在勻強電場和勻強磁場,根據(jù)帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場. 圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構(gòu)成,極板長度為l、間距為d,兩對極板間偏轉(zhuǎn)電壓大小相等、電場方向相反. 質(zhì)量為m、電荷量為+q 的粒子經(jīng)加速電壓u0 加速后,水平射入偏轉(zhuǎn)電壓為u1 的平移器,最終從a 點水平射入待測區(qū)域. 不考慮粒子受到的重力.(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1;(2)當加速電壓變?yōu)?u0 時,欲使粒子仍從a 點射入待測區(qū)域,求此時的偏轉(zhuǎn)電壓u;(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域,剛進入時的受力大小均為f. 現(xiàn)取水平向右為x 軸正方向,建立如圖所示的直角坐標系oxyz. 保持加速電壓為u0 不變,移動裝置使粒子沿不同的坐標軸方向射入待測區(qū)域,粒子剛射入時的受力大小如下表所示.【考點定位】動能定理 帶電粒子在電場中的運動 力的合成 15. （2012物理）如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中ab是長為r的水平直軌道，bcd是圓心為o、半徑為r的3/4圓弧軌道，兩軌道相切于b點。在外力作用下，一小球從a點由靜止開始做勻加速直線運動，到達b點時撤除外力。已知小球剛好能沿圓軌道16. （2012海南）圖（a）所示的xoy平面處于勻強磁場中，磁場方向與xoy平面(紙面)垂直，磁感應(yīng)強度b隨時間t變化的周期為t，變化圖線如圖（b）所示。當b為+b0時，磁感應(yīng)強度方向指向紙外。在坐標原點o有一帶正電的粒子p，其電荷量與質(zhì)量之比恰好等（2012山東）23(18分)如圖甲所示，相隔一定距離的豎直邊界兩側(cè)為相同的勻強磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向里，在邊界上固定兩長為l的平行金屬極板mn和pq，兩極板中心各有一小孔、，兩極板間電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，正反向電壓的大小均為，周期為。在時刻將一個質(zhì)量為、電量為（）的粒子由靜止釋放，粒子在電場力的作用下向右運動，在時刻通過垂直于邊界進入右側(cè)磁場區(qū)。（不計粒子重力，不考慮極板外的電場）（1）求粒子到達時的速度大小和極板距離（2）為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強度的大小應(yīng)滿足的條件。（3）若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在時刻再次到達，且速度恰好為零，求該過程中粒子在磁場內(nèi)運動的時間和磁感強度的大小（2011上海）33（14分）如圖，質(zhì)量為m的足夠長金屬導軌abcd放在光滑的絕緣水平面上。一電阻不計，質(zhì)量為m的導體棒pq放置在導軌上，始終與導軌接觸良好，pqbc構(gòu)成矩形。棒與導軌間動摩擦因數(shù)為，棒左側(cè)有兩個固定于水平面的立柱。導軌bc段長為l，開始時pq左側(cè)導軌的總電阻為r，右側(cè)導軌單位長度的電阻為r0。以ef為界，其左側(cè)勻