2025年高三物理二輪復(fù)習(xí)之計(jì)算題專項(xiàng)練習(xí)題庫及答案

2024年高三物理二輪復(fù)習(xí)之計(jì)算題專項(xiàng)練習(xí)題庫及答案1.如圖所示，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，質(zhì)量為m=2kg，從光滑四分之一圓弧軌道頂端由靜止滑下，到達(dá)底端時(shí)恰好進(jìn)入與圓弧軌道底端相切的水平傳送帶，傳送帶由一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)著勻速向左轉(zhuǎn)動(dòng)，速度大小為v=3m/s.已知圓弧軌道半徑R=0.8m，皮帶輪的半徑r=0.2m，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.，兩皮帶輪之間的距離為L=6m，重力加速度g=1Om/s2.求：(1)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大？(2)物塊滑到圓弧軌道底端時(shí)對軌道的作用力；(3)物塊將從傳送帶的哪一端離開傳送帶？物塊在傳送帶上克服摩擦力所做的功為多大？（1）皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，由u=，得rad/s………（2分）（2）物塊滑到圓弧軌道底端的過程中，由動(dòng)能定理得解得m/s……（2分）在圓弧軌道底端，由牛頓第二定律得解得物塊所受支持力F=60N………………（3分）由牛頓第三定律，物塊對軌道的作用力大小為60N，方向豎直向下?！?分）（3）物塊滑上傳送帶后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度大小為a，由牛頓第二定律得解得a=1m/s2…………（2分）物塊勻減速到速度為零時(shí)向右運(yùn)動(dòng)的最大距離為m>L=6m…（2分）可見，物塊將從傳送帶的右端離開傳送帶…………（1分）物塊在傳送帶上克服摩擦力所做的功為J……（3分）2．如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊在水平力作用下靜止在傾角為θ在光滑斜面上，斜面的末端B與長為L的水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度為v0；若將水平力撤去，滑塊滑到傳送帶右端C時(shí)，恰好與傳送帶速度相同?；瑝K與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求：（1）水平作用力F大??；（2）滑塊下滑高度；（3）若滑塊進(jìn)入傳送帶速度大于傳送帶的速度，滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過程中產(chǎn)生的熱量。mgN解：（1）滑塊受到水平推力F、重力mg和支持力NmgN∴水平推力F=mgtanθ……①（5分）（2）設(shè)滑塊從高為h處下滑，到達(dá)斜面底端速度為v下滑過程機(jī)械能守恒：∴……②（2分）若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度小于傳送帶速度，則滑塊在帶上由于受到向右的滑動(dòng)摩擦力而做勻加速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)動(dòng)能定理有：……③（2分）∴……④（1分）若滑塊沖上傳送帶時(shí)的速度大于傳送帶的速度，則滑塊由于受到向左的滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)動(dòng)能定理：……⑤（2分）……⑥（1分）（3）設(shè)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則t時(shí)間內(nèi)傳送帶的位移：s=v0t……⑦（1分）……⑧(1分)滑塊相對傳送帶滑動(dòng)的位移………⑨（1分）相對滑動(dòng)生成的熱量 ……⑩（1分）解得：……eq\o\ac(○,11)（2分）3．如圖甲所示，兩根質(zhì)量均為m=0.1kg完全相同的導(dǎo)體棒a、b，用絕緣輕桿相連置于由金屬導(dǎo)軌PQ、MN架設(shè)的斜面上。已知斜面傾角θ=53o，a、b導(dǎo)體棒的間距是PQ和MN導(dǎo)軌間距的一半，導(dǎo)軌間分界線oo’以下有方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場。當(dāng)a、b導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑時(shí)，其速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。若a、b導(dǎo)體棒接入電路的電阻均為R=1Ω，其它電阻不計(jì)。（取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6)⑴依據(jù)v-t圖像，求b導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)階段的位移大?、魄骯、b導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ⑶求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小解：（1）由圖乙可知導(dǎo)體棒b剛進(jìn)入磁場時(shí)a、b的連接體做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒aGNGNfs=vt=0.6m（3分）（2）設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由圖乙得： （2分） 由牛頓第二定律得： （3分） 解得：（2分）（3）當(dāng)b導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場時(shí)，連接體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí) （2分） （2分） d=2s（2分） 聯(lián)立解得（2分）圖甲圖乙乙94.(18分)如圖甲所示勻強(qiáng)磁場B=0.5T，方向豎直向下，MN、PQ是平行的粗糙的長直導(dǎo)軌,間距L=0.2m，放在水平面上，R=0.4是連在導(dǎo)軌一端的電阻，ab是垂直跨接在導(dǎo)軌上質(zhì)量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒，它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。從t=0時(shí)刻開始，通過一小型電動(dòng)機(jī)對ab棒施加一個(gè)牽引力F，方向水平向左，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)，此過程中導(dǎo)體棒始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，圖乙是導(dǎo)體棒的速度——時(shí)間圖象（其中OA是直線，AC是曲線，c點(diǎn)后速度達(dá)到穩(wěn)定為10m/s），小型電動(dòng)機(jī)在12s末達(dá)到額定功率，此后功率保持不變。除R以外，其余部分的電阻均不計(jì)，g=10m/s2圖甲圖乙乙9（1）導(dǎo)體棒在0—12s內(nèi)的加速度大小；（2）電動(dòng)機(jī)的額定功率；（3）若已知0—12s內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為12.5J，則此過程中牽引力做的功。解：（1）由圖中可得：12s末的速度為導(dǎo)體棒在0~12s內(nèi)的加速度大小為（3分）（2）當(dāng)導(dǎo)體棒達(dá)到收尾速度（1分）棒受力平衡，有：（2分） 此時(shí)（2分） 代入后得（2分） 故（2分）（3）在0~12s內(nèi)F是變力，據(jù)動(dòng)能定理（2分） 又（1分） （1分） 設(shè)12s內(nèi)金屬棒移動(dòng)的距離為S1 （1分） 聯(lián)立解得（2分）5.山地滑雪是人們喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)。一滑雪道ABC的底部是一段半徑為R的圓弧，圓弧的末端C的切線沿水平方向，C點(diǎn)到地面之間是一懸崖峭壁，如圖所示.已知AC間的高度差為，運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為m，開始時(shí)運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止下滑，滑到C點(diǎn)后被水平拋出，當(dāng)拋出時(shí)間為t時(shí)，迎面遭遇一股強(qiáng)風(fēng)，最終運(yùn)動(dòng)員落到了與起點(diǎn)A高差為H的水平雪地上，落地時(shí)速度大小為v，不計(jì)遭遇強(qiáng)風(fēng)前的空氣阻力和雪道的摩擦阻力，重力加速度為g。求:（1）運(yùn)動(dòng)員到達(dá)C點(diǎn)所受的支持力的大小;(2)運(yùn)動(dòng)員剛遭遇強(qiáng)風(fēng)時(shí)的速度大小及距地面的高度;(3)強(qiáng)風(fēng)對運(yùn)動(dòng)員所做的功為多大?解：（1）由A到C：……（2分）在C點(diǎn)：……………………（2分）解得…………（1分）（2）運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，在豎直方向的速度為…………（1分）速度為…………（2分）下落為高度為………（1分）距地面的高度為…………………（1分）（3）運(yùn)動(dòng)員整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程……………（3分）解得…………（2分）6如圖所示，粒子源K與虛線MN之間是一加速電場.虛線柵MN與PQ之間是勻強(qiáng)電場，虛線PQ與熒光屏之間是勻強(qiáng)磁場，且MN、PQ與熒光屏三者互相平行。電場和磁場的方向如圖所示。圖中A點(diǎn)與O點(diǎn)的連線垂直于熒光屏。從K發(fā)射出的一初速度為零的帶正電的粒子，被電場加速后以速度從A點(diǎn)垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后恰好垂直地打在圖中的熒光屏上。已知電場和磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，加速電場電壓與偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)關(guān)系為U=，式中的d是偏轉(zhuǎn)電場的寬度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度和帶電粒子離開加速電場的速度Vo關(guān)系符合表達(dá)式=，(以上關(guān)系式中U、E、B均為未知量)（1）試說明的大小與K和AW之間的距離有何關(guān)系;（2）求帶電粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小;（3）帶電粒子最后在電場和磁場中總的偏轉(zhuǎn)距離是多少?解：（1）帶電粒子在加速電場中由動(dòng)能定理得由此可知粒子獲得的速度只與加速電壓有關(guān)，與和之間的距離無關(guān)（3分）（2）帶電粒子在加速電聲中獲得的動(dòng)能為……………………（2分）進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后的偏轉(zhuǎn)角為………………（3分）[來源:學(xué).科.網(wǎng)]即帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)角豎直速度與水平速度大小相等………………（1分）帶電粒子離開偏轉(zhuǎn)電場速度為………………（2分）（3）帶電粒子在磁場中的半徑為………………（2分）帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中增加的動(dòng)能與在加速度電場中獲得的動(dòng)能相同，設(shè)帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中的偏轉(zhuǎn)距離為[來源:Zxxk.Com]……（2分）在磁場中偏轉(zhuǎn)距離為……（2分）粒子在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)的總距離為…………（1分）7如圖所示，相距為R的兩塊平行金屬板M、N正對著放置，s1、s2分別為M、N板上的小孔，s1、s2、O三點(diǎn)共線，它們的連線垂直M、N，且s2O=R。以O(shè)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。D為收集板，板上各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離以及板兩端點(diǎn)的距離都為2R，板兩端點(diǎn)的連線垂直M、N板。質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，經(jīng)s1進(jìn)入M、N間的電場后，通過s2進(jìn)入磁場。粒子在s1處的速度和粒子所受的重力RMNRMNODs1s2R2R2R（2）若粒子恰好打在收集板D的中點(diǎn)上，求M、N間的電壓值U0；（3）當(dāng)M、N間的電壓不同時(shí)，粒子從s1到打在D上經(jīng)歷的時(shí)間t會(huì)不同，求t的最小值。解：（1）粒子從s1到達(dá)s2的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理得①解得粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度的大小：【1分】（2）粒子進(jìn)入磁場后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有②【1分】由①②得加速電壓U與軌跡半徑r的關(guān)系為：當(dāng)粒子打在收集板D的中點(diǎn)時(shí)，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑：r0=R【1分】對應(yīng)電壓：【1分】（3）M、N間的電壓越大，粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速度越大，粒子在極板間經(jīng)歷的時(shí)間越短，同時(shí)在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑越大，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也會(huì)越短，出磁場后勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越短，所以當(dāng)粒子打在收集板D的右端時(shí)，對應(yīng)時(shí)間t最短?！?分】根據(jù)幾何關(guān)系可以求得粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑：r=R【1分】由②得粒子進(jìn)入磁場時(shí)速度的大?。毫Ｗ釉陔妶鲋薪?jīng)歷的時(shí)間：【1分】粒子在磁場中經(jīng)歷的時(shí)間：【1分】粒子出磁場后做勻速直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間：【1分】粒子從s1到打在收集板D上經(jīng)歷的最短時(shí)間為：t=t1+t2+t3=【1分】8如圖所示,在水平方向的勻強(qiáng)電場中有一表面光滑、與水平面成45°角的絕緣直桿AB,其B端距地面高度h=4.5m。有一質(zhì)量為m=0.5kg、帶負(fù)電量為q=2.5X102C的小環(huán)套在直桿上，正以v0=2m/s的速度沿桿勻速下滑，小環(huán)離開桿后通過與B端正下方P點(diǎn)相距為l=0.5m的Q點(diǎn)，g取1Om/s2c求：(1) 電場強(qiáng)度E的大小。(2) 小環(huán)離開直桿后運(yùn)動(dòng)的加速度大小和方向。(3) 小環(huán)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)的速度大小。IBR1R2abMNCDEFhIIBIBR1R2abMNCDEFhIIBL(1)求導(dǎo)體棒ab剛要離開MN時(shí)的加速度大?。?2)若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場II后，棒中的電流大小始終保持不變，求磁場I和II之間的距離h．(3)若將磁場II的CD邊界略微下移，使導(dǎo)體棒ab剛進(jìn)入磁場II時(shí)速度大小變?yōu)関2=9m/s，要使棒在外力F作用下做a=3m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求所加外力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系式．10．（19分）如圖所示，光滑水平軌道與半徑為R的光滑豎直半圓軌道在B點(diǎn)平滑連接。在過圓心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m，電量為+q的小球1從水平軌道上A點(diǎn)由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)與一質(zhì)量為m、不帶電小球2發(fā)生彈性碰撞（設(shè)碰撞時(shí)小球1把所有電量轉(zhuǎn)移給小球2），小球2從C點(diǎn)離開圓軌道后，經(jīng)界面MN上的P點(diǎn)進(jìn)入電場（P點(diǎn)恰好在A點(diǎn)的正上方，如圖。小球可視為質(zhì)點(diǎn)，小球2運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)之前電量保持不變，經(jīng)過C點(diǎn)后電量立即變?yōu)榱悖Ｒ阎狝、B間距離為2R，重力加速度為g。在上述運(yùn)動(dòng)過程中，求：（1）電場強(qiáng)度E的大?。唬?）小球2在圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)最大速率；（3）小球2對圓軌道的最大壓力的大小。（1）設(shè)電場強(qiáng)度為E，小球1過B點(diǎn)時(shí)速度大小為，小球1A到B由動(dòng)能定理： ----------------2分小球1碰小球2交換速度，小球2碰后速度為----------------2分小球2B到C由動(dòng)能定理：----------------2分小球離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)：----------------1分 ----------------1分聯(lián)立方程解得：----------------2分（2）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到圓周D點(diǎn)時(shí)速度最大為，此時(shí)OD與豎直線OB夾角設(shè)為α，小球從A運(yùn)動(dòng)到D過程，根據(jù)動(dòng)能定理：------------3分根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，當(dāng)時(shí)動(dòng)能最大-------------2分由此可得：-------------1分（3）由于小球在D點(diǎn)時(shí)速度最大且電場力與重力的合力恰好沿半徑方向，故小球在D點(diǎn)對圓軌道的壓力最大，設(shè)此壓力大小為F，由牛頓第三定律可知小球在D點(diǎn)受到的軌道的彈力大小也為F，在D點(diǎn)對小球進(jìn)行受力分析，并建立如圖所示坐標(biāo)系，由牛頓第二定律： ------------3分解得：-------------1分11．（16分）如圖所示，質(zhì)量為m的小球B，用長為的細(xì)繩吊起處于靜止?fàn)顟B(tài)，質(zhì)量為m的A球沿半徑為的光滑1／4圓弧軌道，在與O點(diǎn)等高位置由靜止釋放，A球下滑到最低點(diǎn)與B球相碰，若A球與B球碰撞后立刻粘合在一起，求：（1）A球與B球碰撞過程中損失的機(jī)械能（2）A球與B球撞后的瞬間受到細(xì)繩拉力F的大小23．（1）（2分）（2分）（3分）l（1分）（2）（3分）（1分）POQCEBθvPOQCEBθv0不計(jì)粒子的重力，求：(l)粒子從P運(yùn)動(dòng)到Q所用的時(shí)間t。(2)電場強(qiáng)度E的大小(3)粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkQ1(1)畫出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖示的三分之一圓弧(O1為粒子在磁場中圓周運(yùn)動(dòng)的圓心）：∠PO1C=120°設(shè)粒子在磁場中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，……2分r+rcos60°=OC=xOC=x=3r/2…………2分粒子在磁場中圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間……1分粒子在電場中類平拋運(yùn)動(dòng)OQ=2x=3r……1分…………1分粒子從P運(yùn)動(dòng)到Q所用的時(shí)間…………1分(2)粒子在電場中類平拋運(yùn)動(dòng)……1分……1分解得…1分(3)由動(dòng)能定理…………2分解得粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為……113如圖所示，用特定材料制作的細(xì)鋼軌豎直放置，半圓形軌道光滑，半徑分別為R，2R,3R和4R，R=0.5m，水平部分長度L=2m，軌道最低點(diǎn)離水平地面高h(yuǎn)=1m。中心有孔的鋼球（孔徑略大于細(xì)鋼軌道直徑），套在鋼軌端點(diǎn)P處，質(zhì)量為m=0.5kg，與鋼軌水平部分的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4。給鋼球一初速度v0=13m/s。取g=10m/s2。求：（1）鋼球運(yùn)動(dòng)至第一個(gè)半圓形軌道最低點(diǎn)A時(shí)對軌道的壓力。（2）鋼球落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離。2、（共18分）解（1）球從P運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過程由動(dòng)能定理得由牛頓第二定律由牛頓第三定律解得對軌道壓力為178N，方向豎直向下（2）設(shè)球到達(dá)軌道末端點(diǎn)速度為V2，對全程由動(dòng)能定理得解得v2=7m/s由平拋運(yùn)動(dòng)解得14如圖所示，在空間存在這樣一個(gè)磁場區(qū)域，以MN為界，上部分的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，下部分的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，B1=2B2=2B0，方向均垂直紙面向內(nèi)，且磁場區(qū)域足夠大．在距離界線為h的P點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻離子自動(dòng)分解成為帶電荷的粒子A和不帶電的粒子B，粒子A質(zhì)量為m,、帶電荷q，以平行于界線MN的速度向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過界線MN時(shí)的速度方向與界線成60°角，進(jìn)入下部分磁場。當(dāng)粒子B沿與界線平行的直線第一次到達(dá)位置Q（圖中Q點(diǎn)未畫出）時(shí)，恰好又與粒子A相遇。不計(jì)粒子的重力．求：求粒子A的速度大?。甈、Q兩點(diǎn)間距離．粒子B的質(zhì)量．設(shè)粒子A的速度為v0，在MN上方運(yùn)動(dòng)半徑為R1，即=1\*GB3①如圖，由幾何關(guān)系可得：，代入=1\*GB3①式得：=2\*GB3②(2)在B2中粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R2為由PQ相遇時(shí)的軌跡圖可知，PQ的距離為：(3)粒子A在B1、B2的周期分別為T1、T2，粒子A從P點(diǎn)到Q點(diǎn)所用時(shí)間為 設(shè)粒子B從P點(diǎn)到Q點(diǎn)速度v為：=3\*GB3③設(shè)粒子B質(zhì)量為M，由動(dòng)量守恒可得：=4\*GB3④由=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④可得15如圖14所示，半徑為r、圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面