2017届高考物理二轮复习专题复习 专项训练：计算题标准练（八） Word版含解析

计算题标准练(八) 满分32分，实战模拟，20分钟拿到高考计算题满分！ 姓名：________ 班级：________ 1. (12分)如图所示为利用静电除烟尘的通道示意图，前、后两面为绝缘板，上、下两面为分别与高压电源的负极和正极相连的金属板，在上、下两面间产生的电场可视为匀强电场，通道长L＝1 m，进烟尘口的截面为边长d＝0.5 m的正方形，分布均匀的带负电烟尘颗粒均以水平速度v0＝2 m/s连续进入通道，碰到下金属板后其所带电荷会被中和并被收集，但不影响电场分布．已知每立方米体积内颗粒数n＝1×1013个，每个烟尘颗粒带电荷量为q＝－1.0×10－17 C，质量为m＝2.0×10－15 kg，忽略颗粒的重力、颗粒之间的相互作用力和空气阻力． (1)高压电源电压U0＝300 V时，求被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值； (2)若烟尘颗粒恰好能全部被除去，求高压电源电压U1； (3)装置在(2)中电压U1作用下稳定工作时，1 s内进入的烟尘颗粒从刚进入通道到被全部除去的过程中，求电场对这些烟尘颗粒所做的总功． 解析：本题考查牛顿第二定律、类平抛运动、匀变速直线运动、功及其相关的知识点． |U0q|(1)由牛顿第二定律得，d＝ma 烟尘颗粒在电场中做类平抛运动，飞出电场时，有： 水平位移L＝v0t 1竖直位移y＝2at2 解得：y＝0.375 m y3所求比值为η＝d＝4 (2)由类平抛运动规律和牛顿第二定律得 1d＝2a1t2 |U1q|d＝ma1 解得：U1＝400 V (3)t1＝1 s内进入烟尘通道的烟尘颗粒总个数：N＝nd2v0t1 电场力对每个颗粒所做的功与其到下金属板的偏移量y成正比，则对所有颗粒d做功的平均值等于电场对距离下金属板2处的颗粒所做的功 |U1q|d所以W＝Nd·2＝0.01 J 3答案：(1)4 (2)400 V (3)0.01 J 2．(20分)如图所示，固定斜面上放一木板PQ，木板的Q端放置一可视为质点的小物块，现用轻细线的一端连接木板的Q端，保持与斜面平行，绕过定滑轮后，另一端可悬挂钩码，钩码距离地面足够高．已知斜面倾角θ＝30°，木板长为L，Q端距斜面顶端距离也为L，物块和木板的质量均为m，两者之间的动摩擦因数为μ13＝2.若所挂钩码质量为2m，物块和木板能一起匀速上滑；若所挂钩码质量为其他不同值，物块和木板有可能发生相对滑动．重力加速度为g，不计细线与滑轮之间的摩擦，设接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力． (1)木板与斜面间的动摩擦因数μ2； (2)物块和木板发生相对滑动时，所挂钩码质量m′应满足什么条件？ (3)选取适当质量的钩码可使木板由静止开始向上滑动，试讨论木板Q端到达斜面顶端所用时间t与钩码质量m′之间的关系． 解析：本题考查平衡条件、牛顿第二定律、连接体和叠加体的受力分析及其相关的知识点． (1)整个系统匀速时对钩码：2mg＝T 3对物块和木板：T＝2mgsinθ＋2μ2mgcosθ 解得：μ2＝3 (2)要使二者发生相对滑动，则需木板的加速度a1大于物块的加速度a2. 对物块：μ1mgcosθ－mgsinθ＝ma2 1解得：a2＝4g 对木板：T′－mgsinθ－μ1mgcosθ－2μ2mgcosθ＝ma1 对钩码：m′g－T′＝m′a1 9m′－4m解得：a1＝g m′＋m10联立解得：m′>3m 101(3)若m′>3m，物块和木板相对滑动，木板的位移：L＝2a1t2 1物块的位移：S＝2a2t2 由于L－s3m (3) ?m′－2m?g