2012高考物理大题解题训练13.doc

2012高考物理大题解题训练 2012高考物理计算题拿分训练131（15分）图为利用高频交变电流焊接金属工件的原理示意图，图中A是高频交流线圈，C是工件，a是工件上的待焊接缝。当线圈A中通入高频电流时，会产生一个交变磁场。假设焊接时，工件C内磁场分布均匀，方向垂直于C所在平面，该磁场在C中产生的感应电动势可视为变化率k的均匀变化磁场所产生的电动势。已知C所围面积为S，焊接时a处的电阻为R，工件其余部分电阻r。求：（1）焊接时工件中产生的感应电动势E；（2）焊接时接缝处产生的热功率P。2（19分）图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图，其中，加速电场的电压为U，静电分析器中与圆心O1等距离的各点场强大小相等、方向沿径向，磁分析器中以O2为圆心、圆心角为90的扇形区域内，分布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右端面平行。由离子源发出的一质量为m、电荷量为g的正离子（初速度为零，重力不计）经加速电场加速后，从M点垂直于电场方向进入静电分析器，沿半径为R的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动，从N点射出，接着由P点垂直磁分析器的左边界射入，最后垂直于下边界从Q点射出并进入收集器。已知Q点与圆心O2的距离为d。求：（1）磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向；（2）静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小； （3）现将离子换成质量为0.9m、电荷量仍为q的另一种正离子，其它条件不变。试直接指出该离子进入磁分析器时的位置，它射出磁场的位置在Q点的左侧还是右侧3（20分）滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”，具有很强的观赏性。如图所示，abcdef为同一竖直平面内的滑行轨道，其中bc段水平，ab、dc和ef均为倾角=37的斜直轨道，轨道间均用小圆弧平滑相连（小圆弧的长度可忽略）。已知H1=5 m，L=15 m，H2=1.25 m，H3 =12.75 m，设滑板与轨道之间的摩擦力为它们间压力的k倍（k=0.25），运动员连同滑板的总质量m = 60kg。运动员从a点由静止开始下滑从c点水平飞出，在de上着陆后，经短暂的缓冲动作后只保留沿斜面方向的分速度下滑，接着在def轨道上来回滑行，除缓冲外运动员连同滑板可视为质点，忽略空气阻力，取g=l0 m/s2，sin37=06，cos37=0.8。求： （1）运动员从c点水平飞出时的速度大小vc； （2）运动员在de着陆时，沿斜面方向的分速度大小v0； （3）设运动员第一次和第四次滑上ef道时上升的最大高度分别为hl和h4，则h1：h4等于多少? 答案1320（15分） （1）根据法拉第电磁感应定律（3分）焊接时工件中产生的感应电动势 （4分） （2）根据闭合电路欧姆定律焊接时接缝处产生的热功率（4分）焊接时接缝处产生的热功率（4分）21（19分） （1）离子在加速电场中加速，设进入静电分析器的速度为v，根据动能定理（3分）离子射出静电分析器的速度仍为v，在磁分析器中，离子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，设轨道半径为r，根据牛顿定律（2分）依题意知（2分）由、式解得（2分）由左手定则得，磁场方向垂直于纸面向外（2分） （2）在静电分析器中，离子在电场力作用下做匀速圆周运动，根据牛顿定律（2分）由、式解得（2分） （3）该离子仍由P点垂直于磁场左边界进入磁分析器（2分）该离子射出磁场的位置在Q点的左侧（2分）22（20分） （1）设运动员从a点到c点的过程中克服阻力做功Wf，根据动能定理（2分）（2分）（1分）由、式并代入数据，解得（1分） （2）运动员从c点水平飞出到落到de轨道上的过程中做平抛运动，设从c点到着陆点经过的时间为t水平位移（1分）竖直位移（1分）由几何关系（1分）水平方向分速度（1分）竖直方向分速度（1分）（1分）由、式并代入数据，解得（11）（2分）（若求出在de上着陆的速度为，给1分） （3）设运动员第一次沿ed斜面向上滑的最大速度为，根据功能关系（12）（2分）解得（13）（1分）同