计算题专项练3 2025年高考总复习优化设计二轮专题物理Y课后习题题型专项练含答案.docx

计算题专项练32025年高考总复习优化设计二轮专题物理Y课后习题题型专项练含答案计算题专项练(三)

1.(10分)(2024山东聊城一模)瓷器是“泥琢火烧”的艺术,是人类智慧的结晶,是全人类共有的珍贵财富。如图所示,气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前,封闭在窑内的气体压强为p0,温度为室温27℃,为避免窑内气压过高,窑上装有一个单向排气阀,当窑内气压达到2p0时,单向排气阀开始排气。开始排气后,气窑内气体压强保持2p0不变,窑内气体温度逐渐升高,最后的烧制温度恒定为1327℃。求:

(1)单向排气阀开始排气时窑内气体的温度t;

(2)本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。

答案(1)327℃(2)5

解析(1)以封闭在气窑内的气体为研究对象,排气前体积不变,则有初态

p1=p0

T1=(27+273)K=300K

末态

p2=2p0

T2=(273+t)K

由查理定律可得p

代入数据解得t=327℃。

(2)开始排气后,气窑内气体压强保持2p0不变,则有T3=(1327+273)K=1600K

设排出气体温度为T3、压强为2p0时的气体的体积为V,质量为m,

由盖-吕萨克定律可得V

则有m

代入数据解得m

2.(12分)(2024广东广州高二阶段练习)某滑板运动场地如图所示,水平面BC与斜面AB和圆弧CD平滑连接,滑板爱好者站在滑板甲上由静止从A点滑下,同时另一完全相同的滑板乙从圆弧上的D点由静止释放。两滑板在水平面上互相靠近时,滑板爱好者跳到滑板乙上,并和滑板乙保持相对静止,此后两滑板沿同一方向运动且均恰好能到达D点,被站在D点的工作人员接收。已知斜面AB长l=1.225m,倾角为θ=30°,圆心O与D点的连线与竖直方向的夹角α=60°,滑板质量m=5kg,滑板爱好者的质量m=55kg,不计空气阻力及滑板与轨道之间的摩擦,滑板爱好者与滑板均可视为质点,g取10m/s2,求:

(1)滑板爱好者滑至B点时的速度大小;

(2)圆弧CD的半径;

(3)滑板乙在下滑过程中经过圆弧最低点时,对C点压力的大小。

答案(1)3.5m/s

(2)0.9m

(3)100N

解析(1)滑板爱好者从A到B过程中,由动能定理有

(m+m)gsin30°·l=12(m+m)vB

解得vB=3.5m/s。

(2)根据题意可知,滑板爱好者跳到滑板乙上时,系统的动量守恒,由动量守恒定律有

(m+m)vB-mv=(m+m)vB+mv

滑板乙从D点静止滑下,同时两滑板均恰能到达D点被工作人员接收,则有

v=vB=v

解得v=vB=v=3m/s

对滑板乙,从D点运动到C点的过程中,由动能定理得

mgR(1-cos60°)=12mv

解得R=0.9m。

(3)在C点,由牛顿第二定律有FN-mg=mv

解得FN=100N

由牛顿第三定律得,滑板乙对C点的压力大小

FN=FN=100N。

3.(16分)(2024广东高三阶段练习)质谱仪被广泛应用于同位素的研究,如图为某款质谱仪的原理结构图。初速度可以忽略的带电粒子由粒子源S飘出,经过MN间电压为U的加速电场加速后,沿轴线OO飞入右侧圆形匀强磁场区域(O为磁场区域的圆心),经磁场偏转后粒子打在磁场下方的平板记录仪AC上。已知磁场区域半径为R,磁感应强度大小为B(方向与纸面垂直),记录仪AC长度为23R,与磁场区域的下边界相切于AC的中点D。整个装置处于真空中,不计粒子重力,不考虑粒子间的相互作用,求:

(1)打在D点的粒子的比荷qm

(2)氕核(11H)恰好打在记录板上D点时,氚核

(3)若匀强磁场区域磁感应强度大小的波动范围为B±ΔB,为使氕核(11H)与氚核(1

答案(1)2

(2)D点右侧距离D点33R

(3)ΔBB≤(2-

解析(1)打在D点的粒子的运动轨迹如图甲所示,

根据几何关系,粒子做圆周运动的半径r=R

甲

根据动能定理有qU=12mv

根据洛伦兹力提供向心力可得qvB=mv

联立解得qm

(2)11H入射时,设圆周运动的半径为r1

q1U=12m1

q1v1B=m1v

联立解得r1=1

当?13H入射磁场时

r2=1

由于q2=q1,m2=3m1

可得r

?11H入射时

r1=R

则r2=3R

乙

图乙为?13H在圆形磁场运动的轨迹图

α=23

由几何关系得,13H打在D点右侧与

x=Rtanπ6=

(3)若?11H在磁感应强度为B-ΔB与?13H在磁感应强度为B+ΔB时打在记录板上同一位置,则两粒子的轨迹恰好重合

r1=r2

即1

可得ΔB=(2-3)B

则ΔBB满足的条件为ΔBB≤(2-3)。

1.(10分)(2024广东韶关二模)如图所示,半径为R的半球形玻璃体置于水平桌面上,半球的上表面水平,球面与桌面相切于A