高考物理拿分训练--计算题16

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1、高考物理计算题拿分训练161．（14分）某校同学利用如甲图所示的实验装置研究一光滑小球运动时对轨道压力的规律．该装置位于竖直面内，倾斜轨道AB和圆弧轨道BC在B点相切，圆轨道的半径为r。让质量为m的小球，从轨道AB上高H处的A点滑下，用力传感器测出小球经过最高点C时对轨道的压力．改变小球下滑的初速度幻，可测出小球经过最高点C时对轨道压力F的对应值，g取10m/s2．（1）试写出压力F的大小随小球初速度v0变化的关系式；（2）若测得小球质量m=0.2kg，圆弧半径r=-0.4m，压力F的最小值为5N，试

2、确定小球下落的高度H，并在乙图的坐标上定性地画出F–v0的图象．2．（18分）如图（a）所示，在xOy竖直平面直角坐标系中，有如图（b）所示的随时间变化的电场，电场范围足够大，方向与y轴平行，取竖直向上为正方向；同时也存在如图（c）所示的随时间变化的磁场，磁场分布在x1≥x≥0、y1≥y≥－y1的虚线框内，方向垂直坐标平面，并取向内为正方向。在t=0时刻恰有一质量为m=4×10-5kg、电荷量q：1×10-4C的带正电小球以v0=4m／s的初速度从坐标原点沿x轴正向射入场区，并在0.15s时间内做匀速

3、直线运动，g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：（1）磁感应强度昂的大小；（2）0.3s末小球速度的大小及方向：（3）为确保小球做完整的匀速圆周运动，x1和y1的最小值是多少?3．（18分）如图所示，间距为的光滑金属导轨和，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，有两处宽度均为，磁感应强度大小均为，方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ处于导轨的水平部分，磁场方向与导轨平面垂直。两根质量均为，电阻均为的金属棒和与导轨垂直放置并始终与导轨良好接触。开始时棒置于磁场Ⅱ的中点，棒从高处无初速滑下

4、。（1）棒刚进入磁场Ⅰ时，求棒的加速度大小和方向。（2）将棒固定，让棒滑下，以速度进入磁场Ⅰ，结果以的速度穿出。设棒在磁场中运动时，其速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比，即，求棒即将与棒相碰时棒上的电功率。（3）放开棒，让棒滑下后以速度进入磁场Ⅰ，经过时间后，棒从磁场Ⅰ穿出，速度变为。试大致画出时间内，两棒的速度大小随时间变化的图象。答案161．解：（1）光滑小球从A点到C点的过程中机械能守恒，则有…………①（3分）根据牛顿第二定律，小球经过C点时满足：…………②（3分）由①②解得：……③（2分

5、）（2）当压力最小时，有，所以………………④（2分）解得H=1.5m…………⑤（2分）函数图象如图所示…………⑥（2分）2．解：小球运动轨迹参见图解。（1）设t1=0.15s，在t1时间内，小球处于平衡状态，故有：…………①（2分）解得B0=2T…………②（2分）（2）设，在t1~t2时间内，由图（b）、图（c）可知，小球在电场力和重力作用下，做类平抛运动，t2时刻小球在x方向的速度为：在y方向，根据牛顿第二定律有：由解得…………③（2分）根据运动学公式…………④（1分）根据平行四边形定则，此时粒子的

6、速度为：…………⑤（1分）设速度方向与x轴成得………………⑥（1分）（3）由图（b）、图（c）可知，0.3s以后，粒子所受电场力与重力平衡，粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，由牛顿第二定律解得………………⑦（1分）由几何知识可得粒子做匀速圆周运动的圆心坐标为…………⑧（3分）………………⑨（3分）所以………………⑩（1分）………………（11）（1分）3．解：（1）设刚带入磁场Ⅰ时，速度为，则（1分）此时（1分）（1分）又（1分）由以上各式，可解得棒的加速度（1分）根据右手及左手定则判断，加速度方向向

7、左。（2分）（2）设棒即将与棒相碰时的速度为由题意知：（2分）（1分）此时（1分）（1分）（2分）（3）（4分）