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2019高考物理二轮复习 2-3 计算题的解题策略与技巧专项训练

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  • 2025/7/12 7:26:52

2-3 计算题的解题策略与技巧

计算题专项训练(一)

三、非选择题:共174分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题:共129分。

24.(12分)如图,水平面上相距为L=5 m的P、Q两点分别固定一竖直挡板,一质量为M=2 kg的小物块B静止在O点,OP段光滑,OQ段粗糙且长度为d=3 m。一质量为m=1 kg的小物块A以v0=6 m/s的初速度从OP段的某点向右运动,并与B发生弹性碰撞。两物块与OQ段的动摩擦因数均为μ=0.2,两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能。重力加速度g=10 m/s,求:

2

(1)A与B在O点碰后瞬间各自的速度; (2)两物块各自停止运动时的时间间隔。

[解析] (1)设A、B在O点碰后的速度分别为v1和v2,以向右为正方向 由动量守恒定律得mv0=mv1+Mv2 121212碰撞前后机械能守恒mv0=mv1+Mv2

222解得v1=-2 m/s,方向向左

v2=4 m/s,方向向右

(2)碰后,两物块在OQ段减速时加速度大小均为

a=μg=2 m/s2

B经过t1时间与Q处挡板碰撞,由运动学公式有 v2t1-at21=d得t1=1 s(t1=3 s舍去)

与挡板碰后,B的速度大小v3=v2-at1=2 m/s,反弹后减速时间t2==1 s

1

2

v3av23

反弹后经过位移s1==1 m,B停止运动。

2av24

物块A与P处挡板碰后,以v4=2 m/s的速度滑过O点,经过s2==1 m停止。

2a所以最终A、B的距离s=d-s1-s2=1 m,两者不会碰第二次。 在A、B碰后,A运动总时间

tA=

2(L-d)v4

+=3 s

|v1|a1

整体法得B运动总时间tB=t1+t2=2 s 则时间间隔ΔtAB=1 s

[答案] (1)-2 m/s 向左 4 m/s 向右 (2)1 s

25.(20分)如图甲所示,某粒子源向外放射出一个α粒子,粒子速度方向与水平成30°角,质量为m,电荷量为+q。现让其从粒子源射出后沿半径方向射入一个磁感应强度为B、区域为圆形的匀强磁场(区域Ⅰ)。经该磁场偏转后,它恰好能够沿y轴正方向进入下方的平行板电容器,并运动至N板且恰好不会从N板的小孔P射出电容器。已知平行板电容器与一边长为L的正方形单匝导线框相连,其内有垂直框面的磁场(区域Ⅱ),磁场变化如图乙所示。不计粒子重力,求:

(1)磁场区域Ⅱ磁场的方向及α粒子射出粒子源的速度大小。 (2)圆形磁场区域的半径。 (3)α粒子在磁场中运动的总时间。

[解析] (1)根据楞次定律可知:磁场区域Ⅱ的磁场垂直于纸面向外。 设线框中产生的感应电动势为U,

ΔΦΔBB0L根据法拉第电磁感应定律,得:U=n=·S=①

ΔtΔtt0粒子运动到P点恰好速度为零,由动能定理,有:

2

qU=mv2②

联立①②解得:v=

2qB0L21

2

mt0

(2)设粒子运动半径为r,圆形磁场区域的半径为R。

mv2

根据牛顿第二定律,有qvB=④

r由几何关系可知tan 30°=⑤

Rr2

1

联立③④⑤,解得R= B2mB0L 3qt0

2

2πr(3)粒子的运动周期为T=⑥

v粒子在电场力作用下要重新进入磁场,故运动时间为:

t=2×

60°

T⑦ 360°

2πm联立④⑤⑥⑦,解得t=。

3qB[答案] (1)垂直于纸面向外 1(2) 2mB0L 3qt0

2

2qB0L2

mt0

B2πm(3)

3qB

计算题专项训练(二)

三、非选择题:共174分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。

(一)必考题:共129分。

24.(12分)如图甲所示,光滑平台右侧与一长为L=2.5 m的水平木板相接,木板固定在地面上,现有一小滑块以初速度v0=5 m/s滑上木板,恰好滑到木板右端停止。现让木板右端抬高,如图乙所示,使木板与水平地面的夹角θ=37°,让滑块以相同的初速度滑上木板,不计滑块滑上木板时的能量损失,g取10 m/s,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:

(1)滑块与木板之间的动摩擦因数μ;

(2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t。

2

[解析] (1)设滑块质量为m,木板水平时滑块加速度为a,则对滑块有

μmg=ma①

滑块恰好到木板右端停止,有0-v0=-2aL②

2

v20

解得μ==0.5③

2gL(2)当木板倾斜,设滑块上滑时的加速度为a1,最大距离为s,上滑的时间为t1,有

3

μmgcos θ+mgsin θ=ma1④

0-v0=-2a1s⑤ 0=v0-a1t1⑥

1

由④⑤⑥式,解得t1= s,s=1.25 m<L⑦

2设滑块下滑时的加速度为a2,下滑的时间为t2,有

2

mgsin θ-μmgcos θ=ma2⑧ s=a2t22⑨

由⑧⑨式解得t2=

5

s⑩ 2

12

滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间

t=t1+t2=

1+5

s? 2

1+5

[答案] (1)0.5 (2) s

2

25.(20分) 如图所示,在竖直平面内建立xOy坐标系,在0≤x≤0.65 m、y≤0.40 m范围内存在一具有理想边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。一边长l=0.10 m、质量m=0.02 kg、电阻R=0.40 Ω的匀质正方形刚性导线框abcd处于图示位置,其中心的坐标为(0,0.65 m)。现将线框以初速度v0=2.0 m/s水平向右抛出,线框在进入磁场过程中速度保持不变,然后在磁场中运动,最后从磁场右边界离开磁场区域,完成运动全过程。线框在全过程中始终处于xOy平面内、其ab边与x轴保持平行,空气阻力不计。求:

(1)磁感应强度B的大小;

(2)线框在全过程中产生的焦耳热Q;

(3)在全过程中,cb两端的电势差Ucb与线框中心位置的x坐标的函数关系。

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2-3 计算题的解题策略与技巧 计算题专项训练(一) 三、非选择题:共174分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。 (一)必考题:共129分。 24.(12分)如图,水平面上相距为L=5 m的P、Q两点分别固定一竖直挡板,一质量为M=2 kg的小物块B静止在O点,OP段光滑,OQ段粗糙且长度为d=3 m。一质量为m=1 kg的小物块A以v0=6 m/s的初速度从OP段的某点向右运动,并与B发生弹性碰撞。两物块与OQ段的动摩擦因数均为μ=0.2,两物块与挡板的碰撞时间极短且均不损失机械能。重力加速度g=10 m/s,求: 2 (1)A与B在O点碰后瞬间各自的速度; (2)两物块各自停止运动时的时间间隔。 [解析] (1

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