計(jì)算題專(zhuān)項(xiàng)練3 2025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪專(zhuān)題物理Y課后習(xí)題題型專(zhuān)項(xiàng)練含答案

計(jì)算題專(zhuān)項(xiàng)練32025年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪專(zhuān)題物理Y課后習(xí)題題型專(zhuān)項(xiàng)練含答案計(jì)算題專(zhuān)項(xiàng)練(三)1.(10分)(2024山東聊城一模)瓷器是“泥琢火燒”的藝術(shù),是人類(lèi)智慧的結(jié)晶,是全人類(lèi)共有的珍貴財(cái)富。如圖所示,氣窯是對(duì)陶瓷泥坯進(jìn)行升溫?zé)Y(jié)的一種設(shè)備。某次燒制前,封閉在窯內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為p0,溫度為室溫27℃,為避免窯內(nèi)氣壓過(guò)高,窯上裝有一個(gè)單向排氣閥,當(dāng)窯內(nèi)氣壓達(dá)到2p0時(shí),單向排氣閥開(kāi)始排氣。開(kāi)始排氣后,氣窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持2p0不變,窯內(nèi)氣體溫度逐漸升高,最后的燒制溫度恒定為1327℃。求:(1)單向排氣閥開(kāi)始排氣時(shí)窯內(nèi)氣體的溫度t;(2)本次燒制排出的氣體與原有氣體的質(zhì)量比。答案(1)327℃(2)5解析(1)以封閉在氣窯內(nèi)的氣體為研究對(duì)象,排氣前體積不變,則有初態(tài)p1=p0T1=(27+273)K=300K末態(tài)p2=2p0T2=(273+t)K由查理定律可得p代入數(shù)據(jù)解得t=327℃。(2)開(kāi)始排氣后,氣窯內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持2p0不變,則有T3=(1327+273)K=1600K設(shè)排出氣體溫度為T(mén)3、壓強(qiáng)為2p0時(shí)的氣體的體積為V',質(zhì)量為m',由蓋-呂薩克定律可得V則有m代入數(shù)據(jù)解得m'2.(12分)(2024廣東廣州高二階段練習(xí))某滑板運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地如圖所示,水平面BC與斜面AB和圓弧CD平滑連接,滑板愛(ài)好者站在滑板甲上由靜止從A點(diǎn)滑下,同時(shí)另一完全相同的滑板乙從圓弧上的D點(diǎn)由靜止釋放。兩滑板在水平面上互相靠近時(shí),滑板愛(ài)好者跳到滑板乙上,并和滑板乙保持相對(duì)靜止,此后兩滑板沿同一方向運(yùn)動(dòng)且均恰好能到達(dá)D點(diǎn),被站在D點(diǎn)的工作人員接收。已知斜面AB長(zhǎng)l=1.225m,傾角為θ=30°,圓心O與D點(diǎn)的連線(xiàn)與豎直方向的夾角α=60°,滑板質(zhì)量m=5kg,滑板愛(ài)好者的質(zhì)量m'=55kg,不計(jì)空氣阻力及滑板與軌道之間的摩擦,滑板愛(ài)好者與滑板均可視為質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,求:(1)滑板愛(ài)好者滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)圓弧CD的半徑;(3)滑板乙在下滑過(guò)程中經(jīng)過(guò)圓弧最低點(diǎn)時(shí),對(duì)C點(diǎn)壓力的大小。答案(1)3.5m/s(2)0.9m(3)100N解析(1)滑板愛(ài)好者從A到B過(guò)程中,由動(dòng)能定理有(m+m')gsin30°·l=12(m+m')vB解得vB=3.5m/s。(2)根據(jù)題意可知,滑板愛(ài)好者跳到滑板乙上時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律有(m'+m)vB-mv=(m'+m)vB'+mv'滑板乙從D點(diǎn)靜止滑下,同時(shí)兩滑板均恰能到達(dá)D點(diǎn)被工作人員接收,則有v=vB'=v'解得v=vB'=v'=3m/s對(duì)滑板乙,從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得mgR(1-cos60°)=12mv解得R=0.9m。(3)在C點(diǎn),由牛頓第二定律有FN-mg=mv解得FN=100N由牛頓第三定律得,滑板乙對(duì)C點(diǎn)的壓力大小FN'=FN=100N。3.(16分)(2024廣東高三階段練習(xí))質(zhì)譜儀被廣泛應(yīng)用于同位素的研究,如圖為某款質(zhì)譜儀的原理結(jié)構(gòu)圖。初速度可以忽略的帶電粒子由粒子源S飄出,經(jīng)過(guò)MN間電壓為U的加速電場(chǎng)加速后,沿軸線(xiàn)OO'飛入右側(cè)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(O'為磁場(chǎng)區(qū)域的圓心),經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后粒子打在磁場(chǎng)下方的平板記錄儀AC上。已知磁場(chǎng)區(qū)域半徑為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B(方向與紙面垂直),記錄儀AC長(zhǎng)度為23R,與磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界相切于AC的中點(diǎn)D。整個(gè)裝置處于真空中,不計(jì)粒子重力,不考慮粒子間的相互作用,求:(1)打在D點(diǎn)的粒子的比荷qm(2)氕核(11H)恰好打在記錄板上D點(diǎn)時(shí),氚核(3)若勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的波動(dòng)范圍為B±ΔB,為使氕核(11H)與氚核(1答案(1)2(2)D點(diǎn)右側(cè)距離D點(diǎn)33R(3)ΔBB≤(2-解析(1)打在D點(diǎn)的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示,根據(jù)幾何關(guān)系,粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=R甲根據(jù)動(dòng)能定理有qU=12mv根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得qvB=mv聯(lián)立解得qm(2)11H入射時(shí),設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1q1U=12m1q1v1B=m1v聯(lián)立解得r1=1當(dāng)

13H入射磁場(chǎng)時(shí)r2=1由于q2=q1,m2=3m1可得r

11H入射時(shí)r1=R則r2=3R乙圖乙為

13H在圓形磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖α=23由幾何關(guān)系得,13H打在D點(diǎn)右側(cè)與x=Rtanπ6=(3)若

11H在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B-ΔB與

13H在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B+ΔB時(shí)打在記錄板上同一位置,則兩粒子的軌跡恰好重合r1'=r2'即1可得ΔB=(2-3)B則ΔBB滿(mǎn)足的條件為ΔBB≤(2-3)。1.(10分)(2024廣東韶關(guān)二模)如圖所示,半徑為R的半球形玻璃體置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面與桌面相切于A點(diǎn)。一細(xì)束單色光經(jīng)球心O從空氣中射入玻璃體內(nèi)(入射面即紙面),入射角為45°,出射光線(xiàn)射在桌面上B點(diǎn)處。測(cè)得A、B之間的距離為12R。現(xiàn)將入射光束在紙面內(nèi)向左平移,平移到過(guò)E點(diǎn)時(shí),恰好在球面上D(1)玻璃體的折射率n;(2)O、E之間的距離。答案(1)102(2)2解析(1)當(dāng)光線(xiàn)經(jīng)球心O入射時(shí),光路圖如圖甲所示甲根據(jù)折射定律n=sin其中sinr=AB解得n=102(2)如圖乙所示,入射光束平移到過(guò)E點(diǎn)時(shí),在D點(diǎn)發(fā)生全反射,則sin∠EDO=1乙在△EDO內(nèi),有OD聯(lián)立得OE=22R2.(12分)(2024陜西寶雞二模)某同學(xué)在操場(chǎng)練習(xí)籃球的控球能力。他單手托著籃球,使籃球由靜止隨手一起豎直向上運(yùn)動(dòng)h1=0.3m的高度后豎直拋出,籃球離開(kāi)手上升h2=1.2m的高度到達(dá)最高點(diǎn)。籃球落回拋出點(diǎn)時(shí)再單手接住,籃球隨手一起向下運(yùn)動(dòng)h3=0.2m的高度后速度減為零。已知籃球質(zhì)量m=0.6kg,重力加速度g取10m/s2,空氣阻力忽略不計(jì),手和籃球一起的運(yùn)動(dòng)近似看作勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。求:(1)拋球過(guò)程和接球過(guò)程手對(duì)籃球的作用力之比;(2)拋球過(guò)程和接球過(guò)程手對(duì)籃球的沖量之比。答案(1)5∶7(2)15∶14解析(1)設(shè)拋球過(guò)程和接球過(guò)程手對(duì)籃球的作用力分別為F1、F2,兩過(guò)程籃球運(yùn)動(dòng)的加速度大小分別為a1、a2,拋出瞬間球的速度大小為v,由勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得v2=2gh2v2=2a1h1由于籃球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不計(jì)空氣阻力,拋球和接球速度大小相等,所以v2=2a2h3聯(lián)立解得a1=40m/s2,a2=60m/s2由牛頓第二定律可得F1-mg=ma1F2-mg=ma2解得F1∶F2=5∶7。(2)設(shè)拋球和接球過(guò)程中手對(duì)籃球的沖量分別為I1、I2,籃球運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1、t2,由題意可得I1=F1t1I2=F2t2v=a1t1=a2t2解得I1∶I2=15∶14。3.(16分)(2024廣東廣州二模)如圖所示,水平面內(nèi)固定有平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌ab、cd和金屬圓環(huán);金屬桿MN垂直導(dǎo)軌靜止放置,金屬桿OP一端在圓環(huán)圓心O處,另一端與圓環(huán)接觸良好。水平導(dǎo)軌區(qū)域、圓環(huán)區(qū)域有等大反向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。OP繞O點(diǎn)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),閉合K,待MN勻速運(yùn)動(dòng)后,使OP停止轉(zhuǎn)動(dòng)并保持靜止。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,MN質(zhì)量為m,OP的角速度為ω,OP長(zhǎng)度、MN長(zhǎng)度和平行導(dǎo)軌間距均為L(zhǎng),MN和OP的電阻阻值均為r,忽略其余電阻和一切摩擦,求:(1)閉合K瞬間MN所受安培力大小和方向;(2)MN勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小;(3)從OP停止轉(zhuǎn)動(dòng)到MN停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,MN產(chǎn)生的焦耳熱。答案(1)B2(2)12ω(3)116mω2L解析(1)當(dāng)OP繞O點(diǎn)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由右手定則可知O點(diǎn)電勢(shì)高,OP切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=12BωL閉合K瞬間,由閉合電路歐姆定律可知,通過(guò)MN的電流大小為I=E2r=BωL則MN所受安培力大小為F=BIL=B由左手定則可知,安培力方向水平向左。(2)閉合K后,則有MN向左做加速運(yùn)動(dòng),速度逐漸增大,MN切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),則感應(yīng)電流方向與原電流方向相反,減弱原電流,可知MN受安培力逐漸減小,做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)MN中電流減小