高考物理二轮总复习精品课件 题型专项练 计算题专项练(五) (7).ppt

计算题专项练(五)1231.(2023广东模拟)2022年10月,我国成功运行了世界首个“电磁撬”,它可以将吨级及以上物体最高加速到1030km/h,创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。某学习小组受此启发,设计了如图所示的电磁驱动模型,在水平面上固定两根足够长的平行金属轨道,轨道电阻不计,间距为L,轨道左端接有阻值为R的电阻。虚线区域内有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于轨道平面向下,在外部控制下,磁场可以以不同的速度水平向右匀速移动。质量为m、长度为L的金属棒ab静置于轨道上,金属棒ab的电阻忽略不计,与金属轨道垂直且接触良好,与轨道间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,金属棒ab始终在磁场中,重力加速度为g。123(1)磁场速度至少为多大时,金属棒ab才能被驱动。(2)当磁场以速度v1匀速向右移动时,金属棒ab由静止开始向右运动,求金属棒ab刚开始运动时的加速度大小a和金属棒ab最终的速度大小v2。123解析(1)金属棒ab产生的感应电动势E=BLv由闭合电路欧姆定律得金属棒ab被驱动时,由平衡条件得BIL=μmg123(2)由牛顿第二定律得BI1L-μmg=ma1232.(2023湖南张家界模拟)如图甲所示,光滑水平面上木板A将轻弹簧压缩4L0由静止释放,被弹簧弹开后向右运动,与右侧固定的挡板发生弹性碰撞,木板A从释放开始运动的x-t图像如图乙所示,其中0~2t0、6t0~10t0是正弦曲线的一部分。如图丙所示,若在A的左侧再叠放另一物块B后仍将轻弹簧压缩4L0由静止释放,弹开过程A、B保持相对静止。已知木板A的质量123(1)轻弹簧被压缩的最大弹性势能Epm;(2)从释放到B滑离A的过程中,A与挡板碰撞的次数n;(3)从释放到B滑离A的过程中,A运动的路程s。123123(2)在弹开的过程中A、B保持相对静止,设第一次离开弹簧时的速度为v1,则有设A与挡板第一次碰后,A、B达到的共同速度为v2,A的位移为xA,由动量守恒定律得(mA-mB)v1=(mA+mB)v2123假设成立,设此过程中A、B的相对位移为Δx1,由能量守恒定律有解得Δx1=4.5L0设第二次与挡板碰撞后达到的共同速度为v3,由动量守恒定律有(mA-mB)v2=(mA+mB)v3设此过程中A、B的相对位移为Δx2,则由能量守恒定律有解得Δx2=1.125L0而Δx1+Δx2=5.625L05.5L0则从释放到B滑离A的过程中,A与挡板碰撞的次数为n=2。123解得x1=2L0设A、B分离时两者的速度分别为vA、vB,由动量守恒定律有(mA-mB)v2=mAvA+mBvB由能量守恒定律有123解得x2=0.625L0在2t0~4t0内,A运动的距离x=8L0则从释放到B滑离A的过程中,A运动的路程为s=4L0+2x1+3x+x2=32.625L0。1233.(2023内蒙古包头二模)如图所示,在某平面内有一个长度为L的线性粒子源OA,以O点为原点,OA所在直线为y轴,垂直OA方向为x轴,在此平面内建立直角坐标系。在坐标系第一象限的圆形区域内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场,该圆形区域的直径也为L,且分别与x轴和y轴相切,在第三和第四象限内充满垂直平面向外的匀强磁场,所有磁场的磁感应强度的大小相等。在圆形磁场与x轴的切点位置有一个特殊装置P,装置P为一个较小的圆孔形状的装置,圆孔的中心与切点重合,使粒子可以从上往下自由穿过圆孔,装置P能向圆孔中心释放出某种不带电的粒子,并保证孔内始终有一个粒子(粒子的速度都为零)。某时刻,粒子源向x轴正方向同时发射出大量带负电的粒子,每当有带电粒子要穿过P时,带负电的粒子总会与P释放的粒子123发生正碰,并结合成一个新粒子,新粒子随即进入第四象限。已知粒子源射出的所有粒子的动量都为p,电荷量都为-q(q0),这些粒子都从P经过x轴,除与从P释放的粒子相碰外,其他的粒子相互作用均忽略,粒子重力不计。(1)求磁场的磁感应强度的大小。(2)求出所有新粒子在x轴下方所经过的区域的面积。(3)求出OA之间的哪部分区域射出的粒子,在形成新粒子后,能再次进入圆形区域的磁场。123解析(1)粒子都通过P,对任一粒子画出轨迹如图所示123(2)带负电粒子在P处与不带电粒子发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律有mv=(m+m)v共作出新粒子能够达到的区域,如图所示123(3)根据分析可知,新粒子从x轴再次射出,恰与磁场区域圆相切的则为临界情况,对此画出粒子轨迹圆及必要的辅助线,如图所示其中C、G、Q分别为圆心,E为切点,D、H