2021高考物理二輪復(fù)習(xí)計(jì)算題32分搶分練2

1、PAGE 4 -計(jì)算題32分搶分練(二)(時(shí)間：20分鐘分值：32分)1(14分)如圖甲所示，水平傳送帶兩端A、B間的距離為L(zhǎng)2.0 m，右端有一平板車靜止在光滑水平地面上。一個(gè)質(zhì)量為m0.1 kg的小物塊以一定的初速度從A端滑上傳送帶，已知小物塊在傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，兩過程中小物塊運(yùn)動(dòng)的位移之比為23，小物塊滑離B端后滑上平板車，最終沒有脫離平板車，平板車開始運(yùn)動(dòng)后的速度時(shí)間圖象如圖乙所示，已知傳送帶速度v04 m/s且保持不變，重力加速度g10 m/s2。求：(1)小物塊在傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)1；(2)平板車的質(zhì)

2、量M；(3)小物塊從滑上傳送帶開始到相對(duì)平板車靜止的過程所產(chǎn)生的內(nèi)能Q。甲乙解析(1)設(shè)小物塊滑上傳送帶時(shí)的速度為v，在傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t由題意知eq f(v0v,2)tv0t23(1分)解得veq f(4,3) m/s(1分)由于小物塊在傳送帶上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)與勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，故eq f(3,5)Lv0t(1分)解得t0.3 s(1分)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有veq oal(2,0)v22a1x(1分)其中xeq f(2,5)L由牛頓第二定律得1mgma1(1分)解得1eq f(8,9)。(1分)(2)小物塊滑上平板車之后最終沒有脫離平板車，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mv0(mM)v

3、t(1分)由圖象知小物塊與平板車最后的共同速度vt1 m/s(1分)解得平板車的質(zhì)量M0.3 kg。(1分)(3)在傳送帶上有Q1fx相對(duì)(1分)其中f1mgx相對(duì)v0teq f(2,5)L0.4 m(1分)根據(jù)能量守恒定律可得小物塊在平板車上滑動(dòng)過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為Q2eq f(1,2)mveq oal(2,0)eq f(1,2)(mM)veq oal(2,t)0.6 J(1分)解得QQ1Q2eq f(43,45) J。(1分)答案(1)eq f(8,9)(2)0.3 kg(3)eq f(43,45) J2(18分)有一種火星探測(cè)衛(wèi)星，用于探測(cè)火星外部空間環(huán)境，其內(nèi)有一收集帶電微粒的裝置，示意

4、圖如圖所示，在一直角坐標(biāo)系的第三象限，PQ、MN為兩個(gè)eq f(1,4)圓弧形導(dǎo)體極板，共同圓心在坐標(biāo)原點(diǎn)O，PQ極板電勢(shì)150 V，MN極板電勢(shì)250 V，有大量帶正電的微粒均勻地吸附在PQ極板上，然后會(huì)被電場(chǎng)加速聚于O點(diǎn)并直接進(jìn)入第一象限的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(未畫出)。該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B00.5 T，方向垂直于xOy平面，所有帶電微粒經(jīng)過磁場(chǎng)后均能平行于x軸射出，且處于該區(qū)域的磁場(chǎng)的面積已調(diào)整為最小。在第一象限還有一個(gè)微粒收集裝置，AE為絕緣擋板，與y軸平行，AB、CD為平行帶電極板，兩極板之間有豎直向下的電場(chǎng)(未畫出)，兩極板的電勢(shì)差U60 V，極板AB、CD的長(zhǎng)度均為l10 cm，間距d5

5、cm，CD板位于x軸上，C點(diǎn)離原點(diǎn)O的距離為7cm，已知帶電微粒的比荷eq f(q,m)eq f(2,9)106 C/kg，不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用，裝置其他部分均為真空環(huán)境。(1)求從O點(diǎn)射出的帶電微粒的速度及勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向；(2)求該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的面積；(3)若CD板作為帶電微粒的收集板，則它的收集效率為多大？(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析(1)由帶電微粒在電場(chǎng)中加速可得q(12)eq f(1,2)mveq oal(2,0)(2分)v0eq r(f(2q12,m)eq f(2,3)104 m/s(1分)要使帶電微粒按題目要求運(yùn)動(dòng)，帶電微粒在磁場(chǎng)中必須順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，可得磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向

6、外。(1分)(2)帶電微粒從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，如圖1所示則有qv0B0eq f(mvoal(2,0),r)，req f(mv0,qB0)6 cm(2分)對(duì)于進(jìn)入第一象限與x軸正方向成任意角度的帶電微粒，經(jīng)過磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)，從磁場(chǎng)的邊界F點(diǎn)射出，設(shè)F點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y)，有xrsin ，ryrcos (2分)圖1圖2則有x2(yr)2r2，即x2(y6)262(單位為cm)(2分)因此邊界是一個(gè)圓心坐標(biāo)為(0,6 cm)、半徑r6 cm的圓的一部分?？紤]到初速度v0與x軸正方向的夾角最大是90，因此磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為圖2的陰影部分。所以面積為Seq blc(rc)(avs4alco1(eq f(1,4)r2eq f(1,2)r2)2 cm218(2)cm2。(1分)(3)設(shè)離下極板高為h的帶電微粒進(jìn)入電場(chǎng)后恰好能落到CD板的右邊緣D點(diǎn)由heq f(1,2)at2，lv0t(2分)其中aeq f(qU,md)(2分)代入數(shù)據(jù)可得h3 cm，設(shè)該帶電微粒進(jìn)入第一象限時(shí)的速度方向與x軸正方向的夾角為，則有cos eq f(rh,r)，60(1分)可知進(jìn)入第