【物理】2019届二轮复习计算题规范练(二)作业（全国通用）

【物理】2019届二轮复习计算题规范练(二)作业（全国通用）

计算题规范练(二)‎ 四、计算题(本题共3小题，共计47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)‎ ‎14．(15分)(2018·苏州市模拟)如图1所示，空间存在竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B.一边长为L，质量为m、电阻为R的正方形单匝导线框abcd放在水平桌面上．在水平拉力作用下，线框从左边界以速度v匀速进入磁场，当cd边刚进入磁场时撤去拉力，ab边恰好能到达磁场的右边界．已知线框与桌面间动摩擦因数为μ，磁场宽度大于L，重力加速度为g.求：‎ 图1‎ ‎(1)ab边刚进入磁场时，其两端的电压U；‎ ‎(2)水平拉力的大小F和磁场的宽度d；‎ ‎(3)整个过程中产生的总热量Q.‎ 答案　(1)BLv　(2)＋μmg　L＋ (3) μmgL＋mv2＋ 解析　(1)E＝BLv I＝＝ U＝I·R＝BLv.‎ ‎(2)F＝F安＋μmg＝＋μmg 撤去拉力后，线框在磁场中只受到滑动摩擦力，做匀减速运动，x2＝ 所以d＝L＋.‎ ‎(3)进入磁场过程中产生焦耳热Q1＝I2Rt1＝ 由于摩擦产生的热量Q2＝μmg(L＋)＝μmgL＋mv2 ‎ 所以整个过程产生的热量为Q＝Q1＋Q2＝μmgL＋mv2＋.‎ ‎15．(16分)(2018·淮安市、宿迁市等期中)如图2所示，水平桌面上质量为m的薄木板右端叠放着质量也为m的小物块，木板长为L，整体处于静止状态．已知物块与木板间的动摩擦因 数为μ，木板与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.‎ 图2‎ ‎(1)若使木板与物块一起以初速度v0沿水平桌面向右运动，求木板向右运动的最大距离s0；‎ ‎(2)若对木板施加水平向右的拉力F，为使木板沿水平桌面向右滑动且与物块间没有相对滑动，求拉力F应满足的条件；‎ ‎(3)若给木板施加大小为F＝3μmg、方向沿水平桌面向右的拉力，经过时间t0，撤去拉力F，此后运动过程中小物块始终未脱离木板，求木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功W.‎ 答案　(1)　(2)，所以物块与木板之间发生相对滑动．‎ 物块的加速度：a1＝μg 撤去拉力F时物块的速度：v1＝a1t0＝μgt0‎ 对木板：F－μmg－＝ma2‎ 得：a2＝μg 撤去拉力F时木板的速度：v2＝a2t0＝μgt0‎ 撤去拉力F后木板的加速度：a3＝－μg 设撤去拉力F后，再经过时间t1，物块与木板达到共同速度v，之后再经过时间t2，木板停止滑行．‎ 则：v＝a1(t0＋t1)＝a2t0＋a3t1‎ 得：t1＝t0；v＝μgt0‎ 达到共同速度后：－2mg·＝2ma4‎ 加速度：a4＝－μg t2＝＝t0‎ 木板运动的总位移：s＝＋t1＋t2＝3.9μgt02‎ 木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功：‎ W＝2mg××3.9μgt02＝1.95m(μgt0)2.‎ ‎16．(16分)(2018·扬州市一模)在如图3所示的坐标系内，PQ是垂直于x轴的分界线，PQ左侧的等腰直角三角形区域内分布着匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，AC边有一挡板可吸收电子，AC长为d.PQ右侧为偏转电场，两极板长度为d，间距为d.电场右侧的x轴上有足够长的荧光屏．现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，电子能打在荧光屏上的最远处为M点，M到下极板右端的距离为d，电子电荷量为e，质量为m，不考虑电子间的相互作用以及偏转电场边缘效应，求：‎ 图3‎ ‎(1)电子通过磁场区域的时间t；‎ ‎(2)偏转电场的电压U；‎ ‎(3)电子至少以多大速率从O点射出时才能打到荧光屏上．‎ 答案　(1)　(2)　(3) 解析　(1)电子在磁场区域洛伦兹力提供向心力 evB＝m，得到：r＝ 运动周期T＝，得到：T＝ ‎△OAC和△OQC均为等腰直角三角形，‎ 故通过磁场区域的时间为t1＝T＝.‎ ‎(2)打在最远处，则必是速度最大的电子恰从偏转电场的最高点进入电场，‎ 由几何知识得r＝d，由上述结果r＝解得v＝ 通过电场的时间t2＝，解得t2＝ 电子离开电场后做匀速直线运动到达M点，由几何关系有：‎ ＝＝，‎ 又y1＋y2＝d 解得y1＝d 即·t22＝d 代入数据解得U＝.‎ ‎(3)若电子恰好打在下极板右边缘 磁场中r′＝ 电场中水平方向：d＝v′t 竖直方向：r′＝·t2‎ 由上述三式代入数据解得v′＝. ‎