2023年高考物理预测系列试题十二计算题147264高中物理.docx

2023年高考物理预测系列试题(12)·计算题 1．质量为m=1kg的小球，放在倾角θ=37°的固定斜面底端，在斜面右侧放置有块竖直挡板，现对小球施加一个大小为22.5 N、方向平行斜面向上的推力F，使其由静止从底端沿斜面向上运动，0.8 s后撤去外力F，此时小球恰好到达斜面顶端。小球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，不计空气阻力，小球可视为质点。要使小球在下落之前击中挡板，挡板距离斜面底端的距离应满足什么条件。〔sin37°=0.6，，取g=10 m/s2〕 1．解：小球在斜面受力如图，加速上滑的加速度为a，由牛顿第二定律得F-f-mgsinθ=ma f=μN=μmgcosθ代入解得a=12.5m/s2 0.8s后撤去外力时，小球获得的速度v=at1=10m/s 加速阶段物体运动的位移， 物体离开斜面的竖直分速度， 水平分速度， 物体的水平位移 挡板距离斜面底端的距离应满足 2．如以下图，物块C质量mc=4kg，上外表光滑，左边有一立柱，放在光滑水平地面上。一轻弹簧左端与立柱连接，右端与物块B连接，mB=2kg；竖直放置的半径R=1.8m的光滑四分之一圆弧最低点的切线水平，且与物块C上外表在同一水平面上。物块A从圆弧的顶点静止释放，到达最低点时炸裂成质量m1=2kg，m2=1kg的两个物块1和2，物块1水平向左运动与B粘合在一起，物块2具有水平向右的速度，刚好回到圆弧的最高点。A、B都可以看着质点。取g=10 m/s2。求： (1) 物块A炸裂时增加的机械能△E是多少？ (2) 在以后的过程中，弹簧最大的弹性势能Epm是多大？ (3) 从弹簧开始被压缩到被压缩到最短的过程中，物块B对弹簧做的功W是多少？ 2．解：(1)设物块A炸裂前的速度为v0，由动能定理 设物块1的初速度为v1，物块2的初速度为v2，那么v2 =v0 由动量守恒定律得mAv0 = m1v1－m2v2 而mA=m1+m2，解得v1 =12m/s ，解得△E =108 J (2) 设物块1 与B粘合在一起的共同速度为vB，由动量守恒m1v1 =(m1+mB)vB，所以vB=6 m/s 在以后的过程中，当物块C和1、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大，设共同速度为vm，由动量守恒 (m1+mB)vB = (m1+mB+mC)vm，有vm=3 m/s 由能量守恒得，得Epm= 36 J 〔3〕从弹簧被压缩到被压缩到最短的过程中，根据功能关系有，故W=54 J 3．如以下图，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，板上有正对的小孔，N板右侧有两个宽度分别为d和2d的匀强磁场区域，磁感应强度大小分别为2B和B，方向分别垂直于纸面向里和向外．板左侧电子经小孔O1进入两板间，O2在磁场边界上，O1 O2连线过板上正对的小孔且与磁场边界垂直，电子的质量为m，电荷量大小为e，电子重力和进入两板间初速度可以忽略．求：〔1〕当两板间电势差为U0时，求从N板小孔射出的电子的速度v0；〔2〕两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能进入右侧磁场区域；〔3〕如果电子从右边界的P点穿出，P与O2间距离为2d，求两金属板间电势差U大小。 解：〔1〕根据动能定理，得，解得 〔2〕欲使电子不能穿过磁场区域而打在荧光屏上，应有 而由此即可解得 〔3〕假设电子在左边磁场区域做圆周运动的轨道半径为rl，左边磁场区域做圆周运动的轨道半径为r2，有r2 = 2rl 由轨迹图可以证明，粒子将垂直于OP射出，由几何关系可得 即，解得 而 ， 解得