2022年高三物理 晚讀訓練題（沖刺復(fù)習計算題1）1如圖所示，傾角為37°的足夠大斜面以直線MN為界由兩部分組成，MN垂直于斜面的水平底邊PQ且左邊光滑右邊粗糙，斜面上固定一個既垂直于斜面又垂直于MN的粗糙擋板. 質(zhì)量為的小物塊A置于擋板與斜面間，A與擋板間的動摩擦因數(shù)為質(zhì)量為的小物塊B用不可伸長的細線懸掛在界線MN上的O點，細線長為 此時，細線恰好處于伸直狀態(tài)，A、B可視為質(zhì)點且與斜面粗糙部分的動摩擦因數(shù)均為它們的水平距離，現(xiàn)A以水平初速度向右滑動并恰能與B發(fā)生彈性正撞. ，求：(1)A碰撞前向右滑動時受到的摩擦力；(2)碰后A滑行的位移；(3)B沿斜面做圓周運動到最高點的速度.2如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊放在長直水平面上，用水平細線緊繞在半徑為R、質(zhì)量為2m的薄壁圓筒上，時刻，圓筒在電動機帶動下由靜止開始繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動中角速度滿足為已知常數(shù)），物塊和地面之間動摩擦因數(shù)為 求：(1)物塊做何種運動？請說明理由(2)物塊運動中受到的拉力(3)從開始運動至時刻，電動機做了多少功？(4)若當圓筒角速度達到時，使其減速轉(zhuǎn)動，并以此時刻為且角速度滿足（式中均為已知），則減速多長時間后小物塊停止運動？3如圖所示，一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長為 l，t0時，磁場的磁感應(yīng)強度B從B0開始均勻增大，同時，在板2的左端且非?？拷?的位置有一質(zhì)量為m. 帶電量為q的液滴以初速度v0水平向右射入兩扳間，該液滴可視為質(zhì)點。 (1)要使該液滴能從兩板間射出，磁感應(yīng)強度隨時間的變化率K應(yīng)滿足什么條件？(2)要使該液滴能從兩板間右端的中點射出，磁感應(yīng)強度B與時間t應(yīng)滿足什么關(guān)系？4飛行時間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時間對氣體分子進行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，自脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的方形區(qū)域，然后到達緊靠在其右側(cè)的探測器。已知極板a、b間的電壓為U0，間距為d，極板M、N的長度和間距均為L不計離子重力及經(jīng)過a板時的初速度。 (1)若M、N板間無電場和磁場，請推導(dǎo)出離子從a板到探測器的飛行時間t與比荷 q和m分別為離子的電荷量和質(zhì)量）的關(guān)系式；(2)若在M、N間只加上偏轉(zhuǎn)電壓U1，請論證說明不同正離子的軌跡是否重合；(3)若在N、M間只加上垂直于紙面的勻強磁場。已知進入a、b間的正離子有一價和二價的兩種，質(zhì)量均為m，元電荷為e。要使所有正離子均能通過方形區(qū)域從右側(cè)飛出，求所加磁場的磁感應(yīng)強度的最大值Bm。5如圖所示，整個裝置放置水平光滑桌面上，金屬桿ab內(nèi)阻（有效電阻）以恒定的速率v（垂直桿）在光滑足夠長平行導(dǎo)軌上滑行，導(dǎo)軌寬度金屬桿始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，電阻兩勻強磁場方向豎直向下，兩金屬M、N長度為兩板間距離也為0.2m，用導(dǎo)線連接在R兩端，在左邊緣正中央有一粒子源，粒子質(zhì)量以速度速度垂直電場射入，經(jīng)偏轉(zhuǎn)最后進入足夠大勻強磁左邊界剛好與金屬板右邊重合(1)若金屬桿以方向向右，R兩端電壓和M板帶什么電。(2)若金屬桿以(1)問速度運行，粒子飛出金屬板偏轉(zhuǎn)位移。(3)若金屬桿取不同速度，帶電粒子在磁場中運動的可能時間以及對應(yīng)金屬桿ab的速度。6足夠長的光滑水平導(dǎo)軌PC、QD與粗糙豎直導(dǎo)軌之間用光滑的圓弧導(dǎo)軌PM和QN連接，O為圓弧軌道的圓心，如圖甲所示。已知導(dǎo)軌間距均為圓弧導(dǎo)軌的半徑為，整個裝置處于豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化圖象如圖乙所示。水平導(dǎo)軌上的金屬桿A1在外力作用下，從較遠處以恒定速度水平向右運動，金屬桿A2從距圓弧頂端MN高處由靜止釋放。當時，撤去施于桿上的外力；隨后的運動中桿始終在水平導(dǎo)軌上，且與未發(fā)生碰撞，已知金屬桿質(zhì)量均為與豎直導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，金屬桿的電阻均為其余電阻忽略不計，重力加速度 試求：(1)金屬桿沿豎直導(dǎo)軌下滑過程中的加速度；(2)金屬桿滑至圓弧底端PQ的速度；(3)整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q。參考答案1解：(1)分析物塊A的受力得：(2)設(shè)A運動至與B相碰前速度為由動能定理得：解得：A和B發(fā)生彈性正碰，由動量守恒和能量守恒得：， 解得： 設(shè)A滑行的位移為 由動能定理得：解得：(3)設(shè)B做圓周運動到最高點的速度為， 由動能定理得： 2解：(1)圓筒邊緣線速度與物塊前進速度大小相同根據(jù) 線速度與時間成正比物塊做初速為零的勻加速直線運動(2)由(1)問分析結(jié)論，物塊加速度為根據(jù)物塊受力，由牛頓第二定律得則細線拉力為(3)對整體運用動能定理，有其中則電動機做的功為（或?qū)A筒分析，求出細線拉力的做功，結(jié)果正確同樣給分）(4)圓筒減速后，邊緣線速度大小 線速度變化率為若細線處于拉緊狀態(tài)，物塊與圓筒同時停止，物塊減速時間為若細線松弛，物塊水平方向僅受摩擦力，物塊減速時間為3解：(1)由題意可知：板1為正極，板2為負極兩板間的電壓 而：帶電液滴受的電場力： , 故：, 討論：若, 液滴向上偏轉(zhuǎn)，做類似平拋運動當液滴剛好能射出時：有 故 得要使液滴能射出，必須滿足 故若, 液滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運動，此時 由得 液滴能射出，必須滿足若液滴將被吸附在板2上。綜上所述：液滴能射出，K應(yīng)滿足(2), 當液滴從兩板中點射出進，滿足條件一的情況，則用替代式中的d 即4解：(1)根據(jù)動能定理得： 即帶電離子在平行板a、b間的加速度 即所以，帶電離子在平行板a、b間的運動時間 帶電離子的全部飛行時間(2)平拋運動，加速度 得：上式是正離子的軌跡方程，與正離子的質(zhì)量和電荷量均無關(guān)，所以，不同正離子的軌跡是重合的(3)當M、N間磁感應(yīng)強度大小為B時，離子做圓周運動，滿足得：帶電離子的軌道半徑上式知當二價正離子剛好能從方形區(qū)域飛出時的磁感應(yīng)強度為滿足題目條件的磁感應(yīng)強度的最大值由幾何關(guān)系得得：將二價正離子的電量2e代入 得： 得：此值即為所求的磁感應(yīng)強度的最大值5解：(1)有法拉第電磁感應(yīng)定律得M板帶正電(2)帶電粒子做類平拋運動 (3)經(jīng)分析粒子從M板飛入磁場時間最短 方向水平向左經(jīng)分析粒子從N板飛入磁場時間最長同理： 方向水平向右 帶電粒子進入磁場速度與邊界夾角為45° 桿的速度為帶電粒子在磁場中運動為6解：(1)運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢回路中的感應(yīng)電流桿所受的安培力桿的滑動摩擦力所以桿下滑過程中的加速度 (2)桿在內(nèi)下滑的距離恰好滑至MN處，此時的速度若以做勻速圓周運動至底端PQ所用時間說明下滑過程中無磁場，只有重力做功，由機械能守恒，有 解得金屬滑至圓弧底端PQ的速度(3)以的方向為正方向，有 解得在水平導(dǎo)軌運動中產(chǎn)生的焦耳熱為由能量守恒有在內(nèi)，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為由功能關(guān)系有（或：）所以，在整個過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱