高考物理二輪總復(fù)習(xí)題型專項能力訓(xùn)練計算題（一）

計算題專項訓(xùn)練(一)(時間:30分鐘滿分:32分)1.(12分)(2022·廣東東莞高三期末)一種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)可簡化為如圖所示,粒子源釋放出初速度可忽略不計的質(zhì)子,質(zhì)子經(jīng)直線加速器加速后由D形通道的中縫MN進(jìn)入磁場區(qū)。該通道的上下表面為內(nèi)半徑為2R、外半徑為4R的半圓環(huán)。整個D形通道置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,正對著通道出口處放置一塊照相底片,它能記錄下粒子從通道射出時的位置。若已知直線加速器的加速電壓為U,質(zhì)子的比荷(電荷量與質(zhì)量之比)為k,且質(zhì)子恰好能擊中照相底片的正中間位置。(1)求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。(2)若粒子源產(chǎn)生比荷不同的帶正電的粒子,且照相底片都能接收到粒子,求粒子比荷最大值k1與最小值k2的比值。2.(20分)如圖所示,直軌道與水平面夾角為37°,光滑豎直圓軌道與直軌道相切于C點,圓軌道最高點為D,半徑OD豎直,半徑為0.8m,質(zhì)量為0.5kg的物塊P放在B點,由止動裝置使其靜止,質(zhì)量為1kg的物塊Q,從直軌道的N點滑向B點,當(dāng)其運動到B點時,撤去P的止動裝置,Q與P發(fā)生彈性正碰,之后P恰好通過圓軌道最高點D,已知兩物塊與直軌道間的動摩擦因數(shù)均為0.25,B、C點間的距離為1.7m,g取10m/s2,sin37°=0.6、cos37°=0.8,物塊大小忽略不計且均可視為質(zhì)點,求:(1)物塊P通過C點時的動能;(2)物塊Q在與P碰前瞬間速度的大小;(3)物塊P拋出后落在斜面上的落點到B點的距離。

計算題專項訓(xùn)練(一)1.答案:(1)13R2解析:(1)由題意可知當(dāng)質(zhì)子恰好能擊中照相底片的正中間位置時,其運動半徑為r=2R+4R設(shè)質(zhì)子經(jīng)過加速后獲得的速度大小為v,根據(jù)動能定理有qU=12mv根據(jù)牛頓第二定律有qvB=mv由題意可知qm解得B=13(2)根據(jù)前面分析可知粒子運動半徑R0與比荷k的關(guān)系滿足R0=1當(dāng)粒子恰好打在底片最左端時,其半徑最小,比荷最大,且R1=4R當(dāng)粒子恰好打在底片最右端時,其半徑最大,比荷最小,且R2=8R所以k12.答案:(1)9.2J(2)6m/s(3)1.9m解析:(1)物塊P恰好通過圓軌道的最高點,在最高點重力提供向心力,由牛頓第二定律得mPg=mPv物塊P從C到D過程機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得12mPvC2=12mPv通過C點的動能Ek=12mP代入數(shù)據(jù)解得Ek=9.2J。(2)兩物塊碰撞后至物塊P到C點過程,由動能定理得mPglBCsin37°μmPglBCcos37°=12mPvC2-由動量守恒定律得mQv0=mQv1+mPvB由機(jī)械能守恒定律得12mQv02=12代入數(shù)據(jù)解得v0=6m/s。(3)設(shè)物塊在斜面上的落點為A,D點在斜面上的豎直投影點為D',AD'間的距離為l,物塊P離開D后做平拋運動,豎直方向h=12gt由幾何關(guān)系可知h=R+Rc