高考物理二輪總復(fù)習(xí)題型專項(xiàng)能力訓(xùn)練計(jì)算題（二）

計(jì)算題專項(xiàng)訓(xùn)練(二)(時(shí)間:30分鐘滿分:32分)1.(12分)(2022·廣東汕頭一模)疫情期間,為了減少人與人之間的接觸,一餐廳推出了一款智能送餐機(jī)器人進(jìn)行送餐(如圖甲)。該款機(jī)器人的最大運(yùn)行速度為4m/s,加速度大小可調(diào)節(jié)在1m/s2≤a≤3m/s2范圍內(nèi),要求:送餐過(guò)程托盤(pán)保持水平,菜碟與托盤(pán)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),機(jī)器人到達(dá)餐桌時(shí)速度剛好為0。現(xiàn)把送餐過(guò)程簡(jiǎn)化為如圖的直線情境圖(如圖乙),已知機(jī)器人恰好以最大運(yùn)行速度v=4m/s通過(guò)O處,O與餐桌A相距x0=6m,餐桌A和餐桌F相距l(xiāng)=16m,機(jī)器人、餐桌都能看成質(zhì)點(diǎn),送餐使用的菜碟與托盤(pán)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2。甲乙(1)在某次從O到餐桌A的過(guò)程中,機(jī)器人從O開(kāi)始勻減速恰好到A停下,求機(jī)器人在此過(guò)程加速度a的大小。(2)完成(1)問(wèn)中的送餐任務(wù)后,機(jī)器人馬上從A繼續(xù)送餐到F,若要求以最短時(shí)間從A送餐到F,求機(jī)器人運(yùn)行最大加速度am和加速過(guò)程通過(guò)的位移x加。2.(20分)(2021·廣東深圳二模)如圖所示,半徑為l的金屬圓環(huán)內(nèi)部等分為兩部分,兩部分各有垂直于圓環(huán)平面、方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B0,與圓環(huán)接觸良好的導(dǎo)體棒繞圓環(huán)中心O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓環(huán)中心和圓環(huán)用導(dǎo)線分別與兩個(gè)半徑為R的D形金屬盒相連,D形盒處于真空環(huán)境且內(nèi)部存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),其方向垂直于紙面向里。t=0時(shí)刻導(dǎo)體棒從如圖所示位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng),同時(shí)在D形盒內(nèi)中心附近的A點(diǎn),由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子,粒子每次通過(guò)狹縫都能得到加速,最后恰好從D形盒邊緣出口射出。不計(jì)粒子重力及所有電阻,忽略粒子在狹縫中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,導(dǎo)體棒始終以最小角速度ω(未知)轉(zhuǎn)動(dòng)。(1)求ω的大小。(2)求粒子在狹縫中加速的次數(shù)。(3)考慮實(shí)際情況,粒子在狹縫中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不能忽略,求狹縫寬度d的取值范圍。

計(jì)算題專項(xiàng)訓(xùn)練(二)1.答案:(1)43m/s2(2)2m/s2解析:(1)從O點(diǎn)到A點(diǎn),由運(yùn)動(dòng)公式0v2=2ax0解得a=0-v22x0=4機(jī)器人在此過(guò)程加速度a的大小為43m/s2(2)要想用時(shí)間最短,則機(jī)器人先以最大加速度加速,然后勻速一段時(shí)間,再以最大加速度做減速到零。最大加速度為am=μg=2m/s2加速的位移為x加=v222.答案:(1)qBm(2)BR2B0解析:(1)帶電粒子在D形盒中加速時(shí),洛倫茲力提供向心力,有Bvq=m所以有r=mv則粒子的轉(zhuǎn)動(dòng)周期T=2由加速器的工作條件知,導(dǎo)體棒的角速度最小值為ω=2π(2)根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力有Bv1q=m可得粒子最終的速度為v1=BqR由法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)體棒切割磁感線的電動(dòng)勢(shì)為E感=12B0ωl2=根據(jù)動(dòng)能定理得NE感q=1解得N=BR(3)帶電