2025届高考物理二轮总复习题型专项练计算题专项练2

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2，共4页。试卷主要包含了2×10-9 s等内容，欢迎下载使用。

(1)这束红光在该液体中的折射率n;
(2)这束红光在液体中的传播时间。
答案 (1)
(2)2.2×10-9 s
解析 (1)根据几何关系可知,该束红光在P点发生的反射,入射角α符合
tanα=
则α=37°
则这束红光从液体中射出时的折射角
β=90°-37°=53°
根据折射定律可知
n=。
(2)设液体深度为h=40cm,则这束红光在液体中的传播距离s=
传播速度v=
则传播时间
t==2.2×10-9s。
2.(12分)(2024辽宁鞍山二模)如图所示,质量为m的小球A通过长为L的不可伸长轻绳悬挂于天花板上,质量为2m的小球B放在高也为L的竖直支架上。现将A球拉至水平位置由静止释放,在最低点与静止的B球发生碰撞,碰后瞬间B球的速度大小为。求:
(1)从碰后至B球落地时B球的水平位移x;
(2)A、B碰后瞬间轻绳对A的拉力大小FT。
答案 (1)L
(2)mg
解析 (1)设B球在空中做平抛运动的时间为t,则有
L=gt2
x=vB·t
得x=L。
(2)设A球碰前的速度为v0,由动能定理有
mgL=
A、B两球碰撞满足动量守恒,设碰后A球速度为vA,水平向右为正,则有
mv0=mvA+2mvB
得vA=-
由牛顿第二定律得FT-mg=
得FT=mg。
3.(16分)(2024山东枣庄一模)如图甲所示,三维坐标系O-xyz所在的空间中,有平行于y轴且沿其正方向的匀强电场,电场强度的大小E1=。一带正电的粒子从A点由静止开始经加速电场加速后,沿xOy平面从x轴上的P(L,0,0)点进入匀强电场,经过P点时速度的大小为v0、方向平行于xOy平面且与x轴负方向的夹角α=53°。当粒子运动一段时间Δt=到达Q(未画出)点时,匀强电场的方向突然变为z轴正方向,以此刻为计时起点,此后电场强度的大小E2随时间t的变化关系如图乙所示,同时加上沿z轴正方向、磁感应强度大小为B=的匀强磁场。已知带电粒子的质量为m,电荷量为q,粒子的重力忽略不计,求:
(1)A、P两点间的电压UAP;
(2)Q点的位置及带电粒子到达Q点时的速度;
(3)t=时带电粒子的位置坐标。
答案 (1)
(2)v0,速度方向跟x轴负方向的夹角为45°且与y轴正方向夹角为45°
(3)
解析 (1)在加速电场中,对带电粒子由动能定理得
qUAP=-0
解得UAP=。
(2)对带电粒子,在从P点到Q点的运动过程中,根据牛顿第二定律得
qE1=ma
粒子在xOy平面内的运动为类斜抛运动,轨迹如图所示
设粒子到达Q点时的速度大小为v,跟x轴负方向的夹角为θ,根据运动的合成与分解,粒子在Q点满足
x=-v0csα·Δt+L=-
y=-v0sinα·Δt+a(Δt)2=-
vx=-v0csα=-v0
vy=-v0sinα+aΔt=v0
则有v=v0
tanθ==1
可知粒子到达Q点时的速度方向跟x轴负方向的夹角为45°且与y轴正方向夹角为45°,大小为v=v0。
(3)根据第(2)问计算结果可知,带电粒子到达Q点时的速度与OQ连线垂直,电场变化后粒子的运动可以看成在xOy平面内的匀速圆周运动与沿z轴方向的变速直线运动的合成,由洛伦兹力提供向心力得qvB=m
解得R=L
R与OQ的长度相等,即O点为粒子轨迹的圆心,设粒子运动的周期为T,则有
T=
由于t==4T+T
可知该时刻粒子位置的x、y坐标值均为
在z轴方向,设加速度大小为az,根据牛顿第二定律得qE2=maz
该方向的坐标值为
z=az×5+az·
则当t=时带电粒子的位置坐标为。