2025届高考物理二轮总复习题型专项练计算题专项练5

这是一份2025届高考物理二轮总复习题型专项练计算题专项练5，共5页。试卷主要包含了4 s等内容，欢迎下载使用。

(1)图乙状态下右侧细管中空气的压强;
(2)U形细管左侧竖直管的长度。
答案 (1) (2)L
解析 (1)设右侧活塞上加的水银高度为L0,两侧细管水平截面面积为S,对右侧气柱,活塞上加水银前
压强p1=p=ρgL
体积V1=S=LS
加水银后
压强p2=ρgL+ρgL0
体积V2=(L-L0)S
又p1V1=p2V2
联立得L0=L
则p2=。
(2)设左侧竖直管长度为L,对左侧气柱,活塞上加水银前
压强p11=p=ρgL
体积V11=S
加水银后
压强p22=p2-ρgL=ρgL
体积V22=S
又p11V11=p22V22
联立得L1=L。
2.(12分)(2024广东韶关二模)如图所示,质量均为m的物块A、B用绕过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳连接,A与地面接触,B离地面的高度h为1.2 m,质量为2m的圆环C套在轻绳上,C在B上方d=0.8 m处。由静止释放圆环C,C下落后与B碰撞并粘在一起,碰撞时间极短,不计C与绳之间的摩擦和空气阻力,A、B、C均可视为质点,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)C、B碰撞后瞬间,共同速度为多大;
(2)碰撞后,B经过多长时间到达地面。
答案 (1)2 m/s (2)0.4 s
解析 (1)设C与B碰撞前瞬间的速度大小为vC,碰撞前,由动能定理有
2mgd=×2m-0
得vC==4m/s
设碰撞后共同速度为v,碰撞过程由动量守恒有2mvC=4mv
得v=2m/s。
(2)C与B碰撞后粘在一起,一起向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律
3mg-mg=4ma
得a=g=5m/s2
由运动学公式有h=vt+at2
得t=0.4s
故碰撞后,B经过t=0.4s后到达地面。
3.(16分)(2024江苏泰州一模)高能微粒实验装置,是用以发现高能微粒并研究和了解其特性的主要实验工具。为了简化计算,一个复杂的高能微粒实验装置可以被最简化为空间中的复合场模型。如图甲所示,三维坐标系中,yOz平面的右侧存在平行z轴方向周期性变化的磁场B(图中未画出)和沿y轴正方向的匀强电场E。有一个质量为m、电荷量为q的带正电的高能微粒从xOy平面内的P点沿x轴正方向水平射出,微粒第一次经过x轴时恰好经过O点,此时速度大小为v0,方向与x轴正方向的夹角为45°。已知电场强度大小E=,从微粒通过O点开始计时,磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示,已知B0=,t0=,规定当磁感应强度沿z轴正方向时为正,重力加速度大小为g。
甲
乙
(1)求抛出点P到x轴的距离y;
(2)求微粒从通过O点开始做周期性运动的周期T;
(3)若t=时撤去yOz右侧的原电场和磁场,同时在整个空间加上沿y轴正方向,大小为B'=B0的匀强磁场,求微粒向上运动到离xOz平面最远处时的坐标。
答案 (1)
(2)
(3)
解析 (1)粒子到达O点前做平抛运动,由于经过O点时速度方向与x轴正方向的夹角为45°,则有vy=v0sin45°=v0
根据类平抛运动规律得=2gy
解得y=。
(2)根据题意,在平面yOz右侧,粒子所受重力与电场力平衡,即qE=mg
由洛伦兹力提供向心力,有qv0B=m,周期T0=
解得R=,T0=
当B=B0时
粒子轨迹半径R1=,周期T1=
当B=时
R2=,T2=
结合题中信息可知:0~t0,微粒刚好转过180°;t0~2t0,微粒转过90°;2t0~3t0与0~t0的运动轨迹大小一样,只是偏转方向不一样;3t0~4t0与t0~2t0的运动轨迹大小一样,只是偏转方向不一样,综上所述,微粒第一个周期的运动轨迹如图所示
由图可知
T=4t0=。
(3)t=t0时,把速度分解到水平方向和竖直方向,即
vx'=vy'=v0sin45°=v0
粒子在竖直方向上做竖直上抛运动,则有=2gy2,v0=gt2
解得y2=,t2=
粒子在水平面内做匀速圆周运动,则有R3=,T3=
可知t2=T3
则有x'=R1+R3=
y'=y2=
z'=R3=
因此粒子向上运动到离xOz平面最远处时的坐标为()。