2023新教材高考物理二輪專題復(fù)習(xí)許標準練6

小卷標準練6(時間：40分鐘，滿分：46分)1．(7分)[2022·廣東省茂名市期中考試]如圖所示，平直高速公路上，一輛大貨車以20m/s的速度違規(guī)行駛在快速道上，另有一輛SUV小汽車以32m/s的速度隨其后并逐漸接近．大貨車的制動性能較差，剎車時的加速度大小保持在4m/s2，而SUV小汽車配備有ABS防抱死剎車系統(tǒng)，剎車時能使汽車的加速度大小保持在8m/s2.若前方大貨車突然緊急剎車，SUV小汽車司機的反應(yīng)時間是0.50s，為了避免發(fā)生追尾事故，SUV小汽車和大貨車之間至少應(yīng)保留多大的距離？2．(9分)[2022·福建漳州高三二模]如圖所示，水平面上固定兩根足夠長的平行直導(dǎo)軌MN、PQ，兩導(dǎo)軌間靜置一質(zhì)量M＝2.0kg的外壁光滑環(huán)形空心玻璃管ABCD，BC、DA段均為半圓管，AB、CD段是長度均為L＝3.0m的直管．管內(nèi)CD段放置有質(zhì)量為m＝1.0kg的小球，小球在AB段相對運動時受到的摩擦力Ff＝0.3mg，玻璃管內(nèi)其余部分光滑，g取10m/s2.現(xiàn)給玻璃管水平向右的初速度v0＝6.0m/s，求：(1)從開始運動到小球與玻璃管共速，玻璃管對小球的沖量I的大??；(2)小球第一次通過玻璃管中A點時的速度大小．3．(14分)如圖所示，t＝0時，位于原點O處的波源，從平衡位置(在x軸上)開始沿y軸正方向做周期T＝0.2s、振幅A＝4cm的簡諧振動．該波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，當平衡位置坐標為(9m，0)的質(zhì)點P剛開始振動時，波源剛好位于波谷．(1)質(zhì)點P在開始振動后的Δt＝1.05s內(nèi)通過的路程是多少？(2)該簡諧波的最大波速是多少？(3)若該簡諧波的波速為v＝12m/s，質(zhì)點Q的平衡位置坐標為(12m，0)(圖中未畫出).請寫出以t＝1.05s時刻為新的計時起點的質(zhì)點Q的振動方程．4．(16分)[2022·遼寧大連4月測試]由于缺少地磁場的屏蔽作用，高能宇宙射線對航天員有非常大的危害．目前，國際上正在積極探索載人航天主動防護的方法，其中某種磁防護方案為在航天器內(nèi)建立同心圓柱體形屏蔽磁場，磁場分布情況如圖(a)所示．已知同心圓內(nèi)徑R1＝R，外徑R2＝eq\r(3)R，軸向足夠長．設(shè)定區(qū)內(nèi)為勻強磁場，磁場方向與圓柱體軸線平行，設(shè)定區(qū)外和防護區(qū)內(nèi)無磁場．(1)一個質(zhì)子在平行于圓柱橫截面的平面內(nèi)，以速度v0沿指向圓心方向入射，該質(zhì)子恰好打不到防護區(qū)，求磁感應(yīng)強度的大小和質(zhì)子在設(shè)定區(qū)內(nèi)的運動時間．(已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為q)(2)若宇宙中充滿了大量速度大小為v0，沿任意方向運動的質(zhì)子，為了使任何質(zhì)子都打不到防護區(qū)，求磁感應(yīng)強度的大小應(yīng)該滿足的條件．(3)若已知磁感應(yīng)強度大小為B1，以A點所在截面建立xOy坐標系，如圖(b)所示，圓柱體軸線為z軸，y軸通過A點．如果有一質(zhì)子以初速度v＝eq\f(\r(2)qB1R,m)從A點射向防護區(qū)的C點，已知C點坐標(0，R，(eq\r(3)－1)R)，求質(zhì)子打到防護區(qū)的位置坐標．小卷標準練61．解析：在司機的反應(yīng)時間里SUV小汽車的行駛距離x1＝v1t0若恰好不發(fā)生追尾，則距離為零時兩車速度相等，設(shè)為v，有v＝v1＋a1（t－t0）v＝v2＋a2t兩車剎車時的加速度分別是a1＝－8m/s2，a2＝－4m/s2解得兩車減速至速度相等所用時間t＝4s此段時間內(nèi)，兩車行駛距離分別為s1＝x1＋v1（t－t0）＋eq\f(1,2)a1（t－t0）2s2＝v2t＋eq\f(1,2)a2t2則兩車之間不發(fā)生追尾的最小距離為Δs＝s1－s2解得Δs＝31m.答案：31m2．解析：（1）由動量守恒得Mv0＝（m＋M）v玻璃管對小球的沖量I的大小I＝mv解得I＝4kg·m/s.（2）由動量守恒得Mv0＝Mv1＋mv2由功能關(guān)系得eq\f(1,2)Mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))－eq\f(1,2)Mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))＝FfL解得v1＝3m/s，v2＝6m/s（v1＝5m/s，v2＝2m/s不符合實際，舍掉）所以，小球速度v2＝6m/s.答案：（1）4kg·m/s（2）6m/s3．解析：（1）由于質(zhì)點P從平衡位置開始振動，且Δt＝1.05s＝5eq\f(1,4)T，故在Δt＝1.05s內(nèi)質(zhì)點P通過的路程s＝21A＝84cm.（2）設(shè)該簡諧波的波速為v，兩質(zhì)點O、P間的距離為Δx由題意可得Δx＝（n＋eq\f(3,4)）λ＝9m（n＝0，1，2，…）所以v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(180,4n＋3)m/s（n＝0，1，2，…）當n＝0時，該簡諧波的波速最大，vm＝60m/s.（3）簡諧波從波源傳到（12m，0）點所用時間t1＝eq\f(12,12)s＝1s再經(jīng)t2＝t－t1＝0.05s（即eq\f(T,4)），質(zhì)點Q位于波峰位置，則以此時刻為計時起點，質(zhì)點Q的振動方程為y＝0.04cos10πtm.答案：（1）84cm（2）60m/s（3）y＝0.04cos10πtm4．解析：（1）設(shè)質(zhì)子的軌跡半徑為r，質(zhì)子運動軌跡如圖甲所示，由幾何關(guān)系得Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))＋r2＝（r＋R1）2解得r＝R根據(jù)牛頓第二定律有qv0B＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),r)解得設(shè)定區(qū)內(nèi)的磁感應(yīng)強度大小為B＝eq\f(mv0,qR)由幾何關(guān)系可知質(zhì)子在磁場中的軌跡對應(yīng)的圓心角為eq\f(2,3)π，則質(zhì)子在設(shè)定區(qū)內(nèi)的運動時間為t＝eq\f(s,v0)＝eq\f(2πR,3v0).（2）根據(jù)題意可知，軌跡半徑最大的質(zhì)子運動軌跡圖如圖乙所示，則有r′＝eq\f(1,2)（R2－R1）＝eq\f(\r(3)－1,2)R由洛倫茲力提供向心力有qv0B0＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0)),r′)所以B0＝eq\f(（\r(3)＋1）mv0,qR)磁感應(yīng)強度B0≥eq\f(（\r(3)＋1）mv0,qR).（3）根據(jù)題意可知，A點坐標為（0，eq\r(3)R，0），C點坐標為（0，R，（eq\r(3)－1）R），所以AC與y軸方向間的夾角為45°，已知質(zhì)子的初速度v＝eq\f(\r(2)qB1R,m)，所以v在z軸方向和y軸方向的分速度大小為vz＝vy＝eq\f(\r(2),2)v＝eq\f(qB1R,m)在xOy平面內(nèi)，由洛倫茲力提供向心力有qvyB1＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)),r″)，解得r″＝R如圖丙所示，軌跡和防護區(qū)邊界相切，則sinθ＝eq\f(r″,r″＋R)＝eq\f(1,2)切點坐標x＝Rsinθ＝eq\f(R,2)，y＝Rcosθ＝eq\f(\r(3),2)R沿z軸方向為勻速運動，則運動時間為t＝eq\f(1,6)·eq\f(2πR,vy)＝eq\f(πR,3vy)在z軸上的坐標為z＝vzt＝eq\f(π,3)R質(zhì)子打到防護區(qū)的位置坐標為（