2022屆高考物理二輪復習 計算題專項練（五）高考 第24、25題組合練（二）

2022屆高考物理二輪復習 計算題專項練（五）高考 第24、25題組合練（二） 1．(2019屆高三·豫北名校聯(lián)考)汽車以v0＝20 m/s的速度在水平道路上運動，從t＝0時刻開始，駕駛員不斷改變油門，使牽引力隨之不斷改變，由加速度傳感器和計算機測繪得到汽車加速度隨時間變化規(guī)律如圖甲所示，其中20～30 s內(nèi)關(guān)閉了汽車發(fā)動機。已知汽車的質(zhì)量為2×103 kg，運動阻力恒定。取g＝10 m/s2。 (1)請你借鑒在研究勻變速直線運動時教科書中利用v­t圖像求位移的方法，對比加速度的定義，根據(jù)圖甲所示a­t圖像，求汽車在40 s末的速度大小； (2)通過計算在圖乙中畫出發(fā)動機牽引力F隨時間t變化的F­t圖像。 解析：(1)由加速度的定義式a＝ 得：Δv＝aΔt， 因此速度的變化量Δv等于a­t圖線與橫坐標包圍的“面積”，由題圖甲可得，0～40 s末速度的變化量：Δv＝－5 m/s 40 s末汽車的速度v＝v0＋Δv 代入數(shù)據(jù)解得v＝15 m/s。 (2)汽車在20～30 s內(nèi)關(guān)閉了汽車發(fā)動機，牽引力為零，汽車加速度a1＝－1.5 m/s2 由牛頓第二定律得運動阻力Ff＝ma1 汽車牽引力F－Ff＝ma 解得當t＝0時牽引力F0＝8×103 N 當t＝40 s時牽引力F＝6×103 N F­t圖像如圖所示。 答案：(1)15 m/s　(2)見解析圖 2．(2018·成都七中二模)如圖所示，全空間中存在水平向里的勻強磁場，區(qū)域Ⅱ、Ⅲ中存在豎直向上的勻強電場，區(qū)域Ⅲ中P點固定有一負電荷(未畫出)，點電荷的電場只存在區(qū)域Ⅲ中，不會影響區(qū)域Ⅱ中的勻強電場；A點有一質(zhì)量為m，電荷量為q的點電荷以某一初速度水平向右勻速直線運動；某時刻點電荷從O1進入?yún)^(qū)域Ⅱ，做圓周運動從C點進入?yún)^(qū)域Ⅲ；點電荷在區(qū)域Ⅲ恰好做圓周運動進入?yún)^(qū)域Ⅱ并最終回到O1；區(qū)域Ⅱ的寬度為2L，C與O1的高度差為L，區(qū)域Ⅱ、Ⅲ中電場強度E＝，重力加速度為g，靜電力常量為k，求： (1)磁感應強度B和點電荷的初速度v0； (2)P點點電荷的電荷量大小Q； (3)點電荷從O1出發(fā)回到O1的時間。 解析：(1)在區(qū)域Ⅰ中重力和洛倫茲力平衡：qv0B＝mg 在區(qū)域Ⅱ中，電場力與重力平衡，洛倫茲力提供圓周運動向心力：qv0B＝m 由幾何關(guān)系：(R－L)2＋(2L)2＝R2 聯(lián)立解得：v0＝ ，B＝ 。 (2)在區(qū)域Ⅲ中，電場力與重力平衡，庫侖力與洛倫茲力的合力提供圓周運動向心力，半徑為r k－qv0B＝m 由幾何關(guān)系：sin θ＝＝，得到θ＝53° cos θ＝ 聯(lián)立解得Q＝。 (3)點電荷能回到O1，其軌跡關(guān)于O1O2對稱 點電荷在區(qū)域Ⅱ中運動時間t1＝· 點電荷在區(qū)域Ⅲ中運動時間t2＝· 解得：t＝t1＋t2＝π 。 答案：(1) 　　(2)　(3)π