（江蘇專用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題47分模擬小卷（四）-人教版高三物理試題

計(jì)算題47分模擬小卷(四)計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分。解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13．(15分)(2016·南京一模)如圖1所示，在水平虛線范圍內(nèi)有B＝0.5T，高度為h＝1.0m，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量m＝0.2kg，邊長L＝1.0m的正方形線框abcd，其電阻R＝1.0Ω，cd邊跟磁場(chǎng)下邊平行且相距一段距離?，F(xiàn)用F＝3.0N豎直向上的恒力由靜止開始拉動(dòng)線框，cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，并穿過磁場(chǎng)區(qū)域，最后到達(dá)Ⅱ位置。整個(gè)過程中線框保持在豎直平面內(nèi)，求線框：(取g＝10m/s2)(1)開始運(yùn)動(dòng)的加速度；(2)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)c、d兩點(diǎn)間電勢(shì)差；(3)在穿越磁場(chǎng)過程中產(chǎn)生的熱量。圖1解析(1)根據(jù)牛頓第二定律得F－mg＝ma(2分)a＝5m/s2(2分)(2)cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)F＝mg＋BIL(2分)I＝eq\f(E,R)(2分)E＝eq\f(（F－mg）R,BL)＝2V(2分)Ucd＝－eq\f(3,4)E＝－1.5V(2分)(3)Q＝(F－mg)·2L＝2J(3分)答案(1)5m/s2(2)－1.5V(3)2J14．(16分)(2016·上海單科，31)風(fēng)洞是研究空氣動(dòng)力學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。如圖2，將剛性桿水平固定在風(fēng)洞內(nèi)距地面高度H＝3.2m處，桿上套一質(zhì)量m＝3kg，可沿桿滑動(dòng)的小球。將小球所受的風(fēng)力調(diào)節(jié)為F＝15N，方向水平向左。小球以初速度v0＝8m/s向右離開桿端，假設(shè)小球所受風(fēng)力不變，取g＝10m/s2。求：圖2(1)小球落地所需時(shí)間和離開桿端的水平距離；(2)小球落地時(shí)的動(dòng)能；(3)小球離開桿端后經(jīng)過多少時(shí)間動(dòng)能為78J?解析(1)小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0＝eq\r(\f(2H,g))＝0.8s(2分)小球在水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a＝eq\f(F,m)＝5m/s2(2分)水平位移s＝v0t0－eq\f(1,2)ateq\o\al(2,0)＝4.8m(2分)(2)由動(dòng)能定理得Ek－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mgH－Fs(2分)可得Ek＝120J(2分)(3)設(shè)小球離開桿后經(jīng)過時(shí)間t的水平位移為s，則s＝v0t－eq\f(1,2)at2(1分)由動(dòng)能定理得Ek′－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mg·eq\f(1,2)gt2－Fs(2分)將Ek′＝78J和v0＝8m/s代入得125t2－80t＋12＝0(1分)解得t1＝0.4s(舍去)，t2＝0.24s(2分)答案(1)0.8s4.8m(2)120J(3)0.24s15．(16分)(2016·泰州一模)在xOy平面第Ⅰ象限中，存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E1＝eq\f(3πBl,2t0)，第Ⅱ象限中存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E2＝eq\f(πBl,2t0)，在第Ⅲ、Ⅳ象限中，存在垂直于xOy平面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向如圖3所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度B1＝B，B2＝2B。帶電粒子a、b同時(shí)從y軸上的點(diǎn)M(0，－eq\r(3)l)以不同的速率向相反方向射出，射出時(shí)粒子a的速度方向與y軸正方向成60°角，經(jīng)過時(shí)間t0，粒子a、b同時(shí)第一次垂直x軸進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力和兩粒子間相互作用。圖3(1)求粒子a的比荷及射出磁場(chǎng)時(shí)的位置；(2)求粒子a、b射出時(shí)速度的大??；(3)進(jìn)入電場(chǎng)后，粒子a、b先后第一次到達(dá)y軸上的P、Q兩點(diǎn)(圖中未畫出)，求P、Q兩點(diǎn)間的距離。解析(1)粒子a：t0＝eq\f(1,6)·eq\f(2πma,Bqa)＝eq\f(πma,3Bqa)(1分)則eq\f(qa,ma)＝eq\f(π,3Bt0)(1分)經(jīng)過x軸時(shí)位置xa＝l。(2)粒子a：Ra＝2l，Bqava＝eq\f(maveq\o\al(2,a),Ra)(1分)則va＝eq\f(BqaRa,ma)＝eq\f(2πl(wèi),3t0)。(1分)粒子b：Rb＝2l，t0＝eq\f(1,3)·eq\f(2πmb,2Bqb)＝eq\f(πmb,3Bqb)，(1分)則eq\f(qb,mb)＝eq\f(π,3Bt0)，(1分)Rb＝eq\f(mbvb,2Bqb)，(1分)則vb＝eq\f(2BqbRb,mb)＝eq\f(4πl(wèi),3t0)，(1分)(3)粒子進(jìn)入電場(chǎng)后均做類平拋運(yùn)動(dòng)對(duì)粒子a：a1＝eq\f(E1qa,ma)＝eq\f(π2l,2teq\o\al(2,0))(1分)l＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)，t1＝eq\r(\f(2l,a1))＝eq\f(2t0,π)，(1分)yP＝vat1＝eq\f(4,3)l。(1分)對(duì)粒子b：a2＝eq\f(E2qb,mb)＝eq\f(π2l,6teq\o\al(2,0))，(1分)3l＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)，(1分)t2＝eq\r(\f(6l,a2))＝eq\f(6t0,π)，(1