| 宜城教育资源网www.ychedu.com2019届高考物理二轮复习：计算题规范练含试卷分析答题技巧（打包6套）计算题规范练11．低碳、环保是未来汽车的发展方向．某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的．在某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移s的关系图象如图所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线．②是开启储能装置时的关系图线，已知汽车的质量为1000kg，设汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气阻力不计，根据图象所给的信息，求：(1)汽车的额定功率；(2)汽车加速运动的时间；(3)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能．解析：(1)汽车行驶过程中，所受地面的阻力对应关闭储能装置Ek?s图线①的斜率大小阻力Ff＝ΔEkΔs＝8×105J?11－7?×102m＝2×103N汽车匀速行驶的动能Ek＝12mv2m代入数据解得vm＝40m/s汽车的额定功率P额＝Fv＝Ffvm＝80kW.(2)汽车在加速阶段发生的位移s1＝500m根据动能定理得P额t－Ffs1＝12mv2m－12mv20解得t＝16.25s.(3)开启储能装置后，汽车向前减速运动的位移减少Δs＝(11－8.5)×102m＝2.5×102m储能装置后向蓄电池提供的电能ΔE＝FfΔs＝5×105J.答案：(1)80kW(2)16.25s(3)5×105J2．如图所示，在倾角θ＝30°，足够长的光滑绝缘斜面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B(均视为质点)，A球的带电荷量为＋3q，B球带电荷量为－2q，两球组成一带电系统．虚线MN与PQ平行且相距3L，在虚线MN、PQ间加上平行斜面向上的匀强电场，场强E＝mgq.现将带电小球A和B放在斜面上，A球刚好在电场中，由静止释放．求：(1)A球从N点运动到Q点所用的时间；(2)A球到达的最高点距Q点的距离．解析：(1)设B球进入电场前，带电系统的加速度为a，运动时间为t1由牛顿第二定律得3qE－2mgsinθ＝2ma，由匀变速运动公式得2L＝12at21，v1＝at1，当B球进入电场后，带电系统所受的合力为F合＝3qE－2qE－2mgsinθ＝0，带电系统匀速运动的时间t2＝Lv1，联立以上各式并代入数据得，A球从N运动到Q的时间t＝t1＋t2＝52Lg.(2)设A球能到达的最高位置距Q点的距离为x，B球仍在电场中，由动能定理得3qE·3L－2qE(L＋x)－2mg(3L＋x)sinθ＝0，联立以上各式并代入数据得x＝43L.答案：(1)52Lg(2)43L3．如图所示，在xOy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场，y轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场，MN边界与y轴平行且间距保持不变．一质量为m、电荷量为－q的粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场，每次经过磁场的时间均为t0，粒子重力不计．(1)求磁感应强度的大小B；(2)若t＝5t0时粒子回到原点O，求电场区域的宽度d和此时的电场强度E0；(3)若带电粒子能够回到原点O，则电场强度E应满足什么条件？解析：(1)粒子在磁场中做圆周运动的周期T＝2πmqB，粒子每次经过磁场的时间为半个周期，则T＝2t0，解得B＝πmqt0.(2)t＝5t0时粒子回到原点，轨迹如图甲所示，由几何关系有r2＝2r1由向心力公式有qBv0＝mv20r1，qBv2＝mv22r2，电场宽度d＝v0＋v22t0，解得d＝32v0t0，又v2＝v0＋qE0mt0，解得E0＝mv0qt0.(3)如图乙所示，由几何关系可知，要使粒子能够回到原点，则应满足n(2r2′－2r1)＝2r1(n＝1,2,3，…)，由向心力公式有qBv2′＝mv2′2r2′，解得v2′＝n＋1nv0，根据动能定理有qEd＝12mv2′2－12mv20，解得E＝?2n＋1?mv03n2qt0(n＝1,2,3，…)．答案：(1)πmqt0(2)32v0t0mv0qt0(3)E＝?2n＋1?mv03n2qt0(n＝1,2,3，…) 宜城教育资源网www.ychedu.com |
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