2011届高三物理计算题测试题.doc

计算题αABEC22.(16分)如图所示,一根光滑绝缘细杆与水平面成α=300的角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中,场强E=2104N/C。在细杆上套有一个带电量为q=—-5C、质量为m=310-2kg的小球。现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远处C点。已知AB间距离x1=,g=10m/s2。求:(1)带电小球在B点的速度vB;(2)带电小球进入电场后滑行最大距离x2;(3)带电小球从A点滑至C点的时间是多少?bcHm2mB23.(18分)如图所示,间距为L、电阻为零的U形金属竖直轨道,固定放置在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。竖直轨道上部套有一金属条bc,bc的电阻为R,质量为2m,可以在轨道上无摩擦滑动,开始时被卡环卡在竖直轨道上处于静止状态。在bc的正上方高H处,自由落下一质量为m的绝缘物体,物体落到金属条上之前的瞬间,卡环立即释放,两者一起继续下落。设金属条与导轨的摩擦和接触电阻均忽略不计,竖直轨道足够长。求:(1)金属条开始下落时的加速度;(2)金属条在加速过程中,速度达到v1时,bc对物体m的支持力;(3)金属条下落h时,恰好开始做匀速运动,求在这一过程中感应电流产生的热量。24.(20分)为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度v0=,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=。(g取10m/s2,sin37°=,cos37°=)(1)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件? (2),并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?37°ABC “a”的要求,。:(1)小球在AB段滑动过程中,由机械能守恒可得vB=(2)小球进入匀强电场后,在电场力和重力的作用下,由牛顿定律可得加速度a2==—5m/s2小球进入电场后还能滑行到最远处C点,BC的距离为=(3)小球从A到B和从B到C的两段位移中的平均速度分别为AB=BC=小球从A到C的的平均速度为可得t=:(1)物体m自由下落与金属条碰撞的速度为设物体m落到金属条2m上,金属条立即与物体有相同的速度v开始下落,由m和2m组成的系统相碰过程动量守恒则金属条以速度v向下滑动,切割磁感线,产生感应电动势,在闭合电路中有感应电流则金属条所受安培力为对于金属条和物体组成的整体,由牛顿第二定律可得(m+2m)g—F=(m+2m)a则金属条开始运动时的加速度为(2)当金属条和物体的速度达到v1时,加速度设为a’,同理可得,a΄=对物体m来说,它受重力mg和支持力N,则有(3)金属条和物体一起下滑过程中受到安培力和重力,随速度的增加,安培力增大,合外力减小,做加速度减小的加速运动,当重力和安培力相等时,加速度为零,物体将以速度vm做匀速运动,则有3mg—F΄=0 金属条的最终速度为下落h的过程中,设金属条克服安培力做功为WA,由能量守恒感应电流产生的热量Q=WA 得::(1)小物块做平抛运动,经时间t到达A处时,令下落的高度为h,水平分速度为vx,竖直分速度为vy 物体落在斜面上后,受到斜面的摩擦力 设物块进入圆轨道到最高点时有最小速度v1,此时物块受到的重力恰好提供向心力,令此时半径为R0物块从抛出到圆轨道最高点的过程中联立上式,解得:若物块从水平轨道DE滑出,圆弧轨道的半径有:≤(2),并且能够滑回倾斜轨道AB,则物块上升的高度须小于或等于 解得:物块能够滑回倾斜轨道AB,则R2≥(2)=,然后返回倾斜轨道h1高处再滑下,然后再次进入圆轨道达到的高度为H2。有 得:之后物块在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动,同理:n次上升的高度(n>0)为一等比数列。当n=5时,,。西城BAv0d22.(16分)如图所示,两块相同的金属板正对着水平放置,板间距离为d。当两板间加电压U时,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以水平速度v0从A点射入电场,经过一段时间后从B点射出电场,A、B间的水平距离为L。不