2023届高考物理二轮总复习试题（老高考旧教材）计算题专项练（二）（Word版附解析）

计算题专项练(二)

24.(12分)(2022福建莆田预测)如图甲所示,在粗糙的水平地面上有一足够长的木板B,木板的最左端有一个小物块A,小物块A受一个外力的作用,两个物体开始运动,已知物块A和木板B的质量都为1 kg,物块A和木板B之间的动摩擦因数为μ1=0.4,木板B与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1,设物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块A运动的v2-x关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2。

甲

乙

(1)根据图像求出物块A在位移2 m前后加速度a1和a2的大小。

(2)外力F0至少为多大才可以使物块A相对于木板B运动?

(3)运动了2 m之后,作用于物块A上的外力F2的大小是多少?

25.(20分)(2022湖北恩施预测)如图所示,在竖直平面的xOy坐标系中,Oy竖直向上,Ox水平向右,x轴的下方有一半径为r的圆形匀强磁场区域与x轴相切于坐标系的原点O,磁场方向垂直于纸面向外,其中OO'是圆的半径。第Ⅰ象限和第Ⅱ象限存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,ST和x轴为其上、下边界,两边界距离为l=2.4r,第Ⅰ象限电场强度方向水平向左,第Ⅱ象限电场强度方向水平向右。一电荷量为q(q>0)、质量为m的带电粒子由ST边界上距y轴1.2r处的M点垂直电场以初速度v射入,粒子经y轴上的N点由第Ⅱ象限进入第Ⅰ象限,经电场偏转后垂直于x轴从P点射出,P点距O点距离为0.6r,经过一段时间后进入磁场区域,若带电粒子在磁场中运动的时间是其在磁场中做圆周运动周期的四分之一(粒子重力不计),求:

(1)第Ⅰ象限和第Ⅱ象限电场强度的大小;

(2)匀强磁场的磁感应强度大小;

(3)带电粒子从M点射入到偏转出磁场的过程中运动的总时间。

答案：

24.答案 (1)1 m/s2　4 m/s2　(2)6 N　(3)8 N

解析 (1)结合图像,根据v2-=2ax可得

前2 m内A的加速度大小为a1=1 m/s2

2 m后A的加速度大小为a2=4 m/s2。

(2)对B受力分析有μ1mg-μ2·2mg=ma0

得外力使A在B上相对静止的临界加速度为a0=2 m/s2

外力对A、B整体有F0-μ2·2mg=2ma0

得F0=6 N。

(3)运动前2 m,a1=1 m/s2<a0,可知A、B一起匀加速运动

运动2 m后,a2=4 m/s2>a0

则2 m后A、B两个物体开始相对运动,对A有F2-μ1mg=ma2

得F2=8 N。

25.答案 (1)

(2)

(3)

解析 (1)设第Ⅱ象限电场强度的大小为E1,第Ⅰ象限电场强度的大小为E2,粒子由M点到N点和由N点到P点的时间分别为t1和t2,到达N点时水平速度为vx

则由M点到N点,水平方向有1.2r=a1

由N点到P点,水平方向有0.6r=a2

到达N点时水平速度vx=t1=t2

由M点到P点,竖直方向有v(t1+t2)=2.4r

联立解得第Ⅱ象限电场强度的大小为E1=

第Ⅰ象限电场强度的大小E2=。

(2)如图所示,粒子从Q点垂直射入匀强磁场

根据题意,带电粒子在磁场中运动的时间是其在磁场中运动周期的四分之一

所以粒子从Q点垂直射入匀强磁场中做四分之一圆周运动

设粒子做匀速圆周运动的半径为R

在△QHO'中有=r2

解得lHO'=0.8r

在△O'KF中有(R-0.6r)2+(R-0.8r)2=r2

粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力有qvB=

联立解得匀强磁场的磁感应强度大小B=。

(3)带电粒子在电场中运动时间为t1+t2=

匀速运动的时间为t3=

在磁场中的运动时间为t4=

带电粒子从M点射入到偏转出磁场的过程中运动的总时间为