高考物理大题解题训练计算题 3页

‎2012高考物理计算题拿分训练12‎ ‎1．（14分）在检测某种汽车性能的实验中，质量为3×‎103kg汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为‎40m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的度v，并描绘出F一 图象（图像ABC为汽车由静止到最大速度的全过程图像，AB、BO均为直线）。假设该汽车行驶中所受的阻力恒定，根据图线ABC，求：‎ ‎ （1）该汽车的额定功率；‎ ‎ （2）该汽车由静止开始运动，经过35s速度达到最大速度‎40m/s，求其在BC段的位移．‎ ‎2．（11分）‎ 如图所示，甲、乙两光滑圆轨道放置在同一竖直平面内，甲轨道半径是R且为乙轨道半径的2倍，两轨道之间由一光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上有一轻弹簧被 a、b两个小球夹住，但不拴接．如果a、b两个小球的质量均为m，同时释放两小球，且要求a、b都能通过各自的最高点，则弹簧在释放前至少具有多大的弹性势能？‎ ‎3．（18分）如图所示，在直角坐标系XOY的第一象限内有垂直于坐标平面向外的矩形有界匀强磁场，磁场的左边界与Y轴重合，右边界如图中虚线所示。在坐标系的三四象限内有平行于坐标平面、与X轴负方向成60°角斜向下的匀强电场，场强大小为E。一质量为m，电荷量为+q的粒子以速度v0从坐标原点O沿y轴正方向出发，经磁场作用后偏转，粒子飞出磁场区域经过x轴上的b点，此时速度方向与x轴正方向的夹角为30°，粒子随后进入匀强电场中，恰好通过b点正下方的c点。已知O、b两点间距为L，粒子的重力不计，试求：‎ ‎ （1）矩形匀强磁场的宽度d。‎ ‎ （2）带电粒子从O点运动到c点的时间。‎ ‎ 答案12‎ ‎1．（14分）‎ ‎ 解：（1）由图线分析可知：图线AB表示牵引力F不变即F=8000N，阻力f不变，汽车由静止开始做匀加速直线运动；图线BC的斜率表示汽车的功率P不变，达到额定功率后，汽车所受牵引力逐渐减小做加速减小的变加速直线运动，直至达最大速度‎40m/s；此后汽车做匀速直线运动。 由图可知：当最大速度时，‎ ‎ 牵引力为 ① （1分）‎ ‎ 由平衡条件 ② （1分）‎ ‎ 由公式 ③ （2分）‎ ‎ 匀加速运动的末速度 ④ （2分）‎ ‎ （2）汽车由A到B做匀加速直线运动的加速度 ⑤ （2分）‎ ‎ 设汽车由A到B所用时间为t1，B到C的时间为t2，位移为s，‎ 则 ⑥ （1分） 由⑥式可得 ⑦ （1分）‎ B点之后，对车由动能定理可得： ⑧ （2分）‎ 由④、⑦、⑧可得：所以s=75m ⑨ （2分）‎ ‎2（11分）解：当a球恰能通过最高点时，b球一定通过最高点，此时弹簧在释放前具有的弹性势能最小，设a球到达圆轨道最高点的速度为va，‎ ‎ 对于a球： ① （2分）‎ ‎ 设a球被弹簧弹开瞬间的速度为，对于a球由机械能守恒定律可得 ‎ ② （2分）‎ ‎ 设b球被弹簧弹开瞬间的速度为，由于a、b两球被弹开时系统动量守恒：‎ ‎ ③ （2分） ①②③可得： ④‎ ‎ （2分）‎ ‎ 以a、b两小球以及弹簧组成的系统为研究对象，整个过程中由系统机械能守恒可得：‎ ‎ ⑤ （2分）‎ ‎ 由④⑤得弹性势能最小值为 ‎ ⑥ （1分）‎ ‎3．（18分）解：（1）做出粒子运动轨迹，如图中实线所示。设带电粒子在匀强磁场中的运动半径为R，‎ ‎ 由图可知 解得： ① （2分）‎ ‎ 由图形可知磁场宽度 解得： ② （2分）‎ ‎ （2）带电粒子的运动由匀速圆周运动、匀速直线运动和类平抛运动三部分组成，运动时间分别是t1、t2、t3。设粒子做圆周运动的周期为T：‎ ‎ ③ （2分）‎ ‎ ④ （2分）‎ ‎ 粒子进入电场做类平抛运动，设从b到c垂直电场方向的位移为s1，沿电场方向的位移为s2，粒子运动的加速度为a，则有：‎ ‎ ⑤ （2分）‎ ‎ ⑥ （2分）‎ ‎ ⑦ （2分）‎ ‎ 又 ⑧ （1分）‎ ‎ 求得： ⑨ （2分）‎ ‎ 所以得出： ⑨ （1分）‎