高考物理二轮总复习课后习题题型专项练 计算题专项练(三) (4).docVIP

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计算题专项练(三)

(满分:46分时间:45分钟)

15.(7分)(湖北襄阳五中模拟)如图所示,以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子,波源S1和S2分别置于处,产生两列简谐横波甲和乙,分别沿x轴正方向和x轴负方向传播。t=0时刻处的质点刚好开始振动,某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O,若从t=0开始到t=512

(1)甲、乙两波的频率之比;

(2)甲波在左侧绳子中的传播速度大小;

(3)从t=0到t=5s,原点处的质点O经过的路程。

16.(9分)(黑龙江汤原预测)如图甲所示,钢架雪车是一项惊险刺激的雪上比赛项目,某段赛道可简化为图乙所示,其中AB段为赛道的水平出发区,BC段为倾角为α的滑行区,CD段为倾角也为α的减速区。在某次训练中,质量为m0=60kg的运动员由A点出发,以F=60N的水平推力推动质量为m=40kg的雪车向B点加速运动,经10s到达B点后俯卧在雪车上直接进入滑行区,最终恰好运动到赛道上D处。已知该段赛道全长,运动员在BC段运动时受到的阻力恒为60N,雪车与AB段间的动摩擦因数为0.05,B、C两点的高度差为h=100m,sinα=0.1,cosα≈1,重力加速度g取10m/s2,不计在赛道连接点的能量损失,求:

甲

乙

(1)在出发区运动员对雪车做的功;

(2)在减速区CD段雪车与赛道间的动摩擦因数。

17.(14分)如图所示,半径为l的金属圆环内部等分为两部分,两部分各有垂直于圆环平面、方向相反的匀强磁场,磁感应强度大小均为B0,与圆环接触良好的导体棒绕圆环中心O匀速转动。圆环中心和圆周用导线分别与两个半径为R的D形金属盒相连,D形盒处于真空环境且内部存在着磁感应强度为B的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里。t=0时刻导体棒从如图所示的位置开始运动,同时在D形盒内中心附近的A点,由静止释放一个质量为m、电荷量为-q(q0)的带电粒子,粒子每次通过狭缝都能得到加速,最后恰好从D形盒边缘出口射出。不计粒子重力及所有电阻,忽略粒子在狭缝中运动的时间,导体棒始终以最小角速度Ω(未知)转动。

(1)求Ω的大小。

(2)求粒子在狭缝中加速的次数。

(3)考虑实际情况,粒子在狭缝中运动的时间不能忽略,求狭缝宽度d的取值范围。

18.(16分)(广东佛山模拟)如图甲所示,质量为m、粗细均匀、总电阻为R=1Ω、边长为L=1m的正方形金属框ABCD由静止开始下落(计时开始),经过一段时间进入磁感应强度为B1=1T的第一个有界匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里与金属框面垂直,沿水平方向的上下边界1、2之间的距离为d;磁感应强度为B2的第二个有界匀强磁场在第一个正下方,方向垂直纸面向里与金属框面垂直,沿水平方向的上下边界3、4之间的距离也为d。计时开始后,金属框的动量与时间的关系图像如图乙所示,AB边在t2=1.2s时离开边界2,当CD边刚到达边界3时安培力的功率为P2=-125W,AB边在t4时刻离开边界4,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,求:

甲

乙

(1)CD边刚到达边界1时金属框的动量p1;

(2)金属框在穿越两个匀强磁场的过程中机械能的减少量及CD边到达边界3时的速度;

(3)0~t4时间内,金属框重力的平均功率。(保留三位有效数字)

答案：

15.答案(1)1∶1(2)4m/s(3)0

解析(1)两列波同时传到O点,由x=vt

得出v

波速v=λf

由题可知λ

联立可得,甲、乙两波的频率之比为f甲

(2)在t=512s时P质点在平衡位置向y轴负方向运动,由图像可知t=0时P质点的x位置坐标为=-7

则在t=512s内甲波传播的路程为s=5

由s=vt

解得v甲=4m/s。

(3)由于两列波的频率相同,振幅相同,且两波同时传到O点,所以O点是振动减弱点,故P点路程为零。

16.答案(1)3000J(2)0.08

解析(1)设雪车在AB段的加速度大小为a1,可得F-μ1mg=ma1

解得a1=1m/s2

雪车到达B点时的速度大小为vB=a1t=1×10m/s=10m/s

赛道AB段的长度为=50m

运动员在出发区对雪车做的功为W=12mvB

代入数据解得W=3000J。

(2)设运动员在BC段的加速度大小为a2,则有(m0+m)gsinα-Ff=(m0+m)a2

设运动员到达C点时的速度大小为vC,则有vC2-v

设CD段的长度为x2,在CD段做减速运动的加速度大小为a3,则有vC2=2a3

由题意可知x2=x-0+m)gsinα+μ2(m0+m)gcosα=(m0+m)a3

联立解得μ2=0.08。

17.答案(1)qB

(2)B

(3)d≤π

解析(1)根据洛伦兹力充当向心力

Bvq=m

得r=mv

T