（新課標(biāo)地區(qū)專用）2020高考物理三輪沖刺 題型練輯 計算題規(guī)范練（五）（含解析）

計算題規(guī)范練(五)15(2019·福建福州市五月檢測)如圖1甲所示，兩平行長直光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，間距為L，左端連接一個電容為C的電容器，導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中質(zhì)量為m的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，某時刻金屬棒獲得一個水平向右的初速度v0，之后金屬棒運動的vt圖象如圖乙所示不考慮導(dǎo)軌的電阻圖1(1)求金屬棒勻速運動時的速度的大小v1；(2)求金屬棒勻速運動時電容器的電荷量q；(3)已知金屬棒從開始到勻速運動的過程中，產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求電容器充電穩(wěn)定后儲存的電能E電能答案(1)(2)(3)mv02Q解析(1)金屬棒勻速運動切割磁感線產(chǎn)生的電動勢EBLv1電容器的電荷量qCE金屬棒從開始到勻速運動的過程中，由動量定理有BLt0mv1mv0電容器的電荷量qt0聯(lián)立解得v1(2)由(1)可知qCECBLv1(3)在0t0時間內(nèi)，金屬棒的速度由v0到v1，由能量守恒可得E電能Qmv02mv12解得E電能mv02Q.16.(2019·山東青島市三模)如圖2，質(zhì)量m0.1kg的帶電小球從h20m高處以v05m/s的速度水平拋出，落到水平地面上的A點；若仍將小球以同樣的速度水平拋出，當(dāng)小球到達P點時，在小球運動空間加上一豎直向上的勻強電場(圖中未畫出)，小球落到地面上的B點，小球的水平射程增加了5 m，已知P點高度h15 m，小球所帶電荷量q1×103 C，重力加速度g取10 m/s2，空氣阻力不計，求：圖2(1)小球到達A點時的動能；(2)所加勻強電場電場強度E的大小答案(1)21.25J(2)1250N/C解析(1)設(shè)小球在A點的動能為EkA，根據(jù)動能定理有：EkAmv02mgh代入數(shù)據(jù)可得：EkA21.25J(2)設(shè)小球從拋出到落在A點的時間為t1，從拋出到運動到P點的時間為t2，從P點到運動到A點的時間為t1，P、A兩點的水平距離為x1，則有：hgt12hhgt22t1t1t2x1v0t1vPygt2加上勻強電場后，小球從P點運動到B點的時間為t2，則有：x15mv0t2mgqEmahvPyt2a(t22)聯(lián)立以上各式可解得：E1250N/C.17(2019·福建福州市五月檢測)如圖3所示，傾斜軌道底端用一小段圓弧與水平地面平滑連接，上端與半徑為R0.5m的圓管形軌道相切于P點，圓管頂端開口水平，距離水平地面的高度為R.質(zhì)量為m0.2kg的小球B靜止在斜面的底端另有質(zhì)量也為m0.2kg的小球A以初速度v05m/s沿水平地面向右運動，并與小球B發(fā)生彈性碰撞，不考慮一切摩擦，重力加速度g取10 m/s2.圖3(1)求小球B被碰后瞬間的速度大??；(2)求小球B到達圓管形軌道最高點時對軌道的壓力大小和方向；(3)若保持小球A的初速度不變，增加其質(zhì)量，小球B質(zhì)量不變，則小球B從軌道的最高點拋出后，求小球B的落地點到O點的最遠距離不會超過多少答案(1)5m/s(2)4N方向豎直向上(3)3m解析(1)設(shè)A、B兩球碰撞后瞬間的速度分別為v1、v2，A、B兩球發(fā)生彈性碰撞，由動量守恒定律得mv0mv1mv2由能量守恒定律得mv02mv12mv22聯(lián)立解得v10，v25m/s(2)A、B兩小球碰撞后，設(shè)小球B沿軌道上升到最高點的速度為v，則由動能定理得mgRmv2mv22在圓管形軌道的最高點，設(shè)軌道對小球豎直向上的支持力為FN，由牛頓第二定律可得mgFNm聯(lián)立解得FN4N負號說明圓管形軌道對小球有向下的壓力，根據(jù)牛頓第三定律可得，小球在最高點對軌道有豎直向上的壓力，大小為4N(3)設(shè)小球A的質(zhì)量為M，則由動量守恒定律和能量守恒定律有Mv0Mv3mv4Mv02Mv32mv42聯(lián)立解得v4v0當(dāng)小球A的質(zhì)量M無限增加時，碰撞后小球B的速度都不會超過2v0假設(shè)碰撞后小球B的速度為2v0，設(shè)小球B到達軌道最高點的速度為v，則由動能定理得mgRmv2m(2v0)2解得v3m/s由平拋運動的規(guī)律有Rgt2xmvt聯(lián)立解得xm3m所以小球B從軌道的最高點拋出后，落地點到O點的最遠距離不會超過3m4