2012高考物理 大题解题训练10

用心 爱心 专心1 20122012 高考物理计算题拿分训练高考物理计算题拿分训练 1010 1 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 B k t 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 用心 爱心 专心2 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 答案答案 20 15 分 1 根据法拉第电磁感应定律 3 分 E t 焊接时工件中产生的感应电动势 4 分 B ESkS t 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 EkS I RrRr 焊接时接缝处产生的热功率 4 分 22 kS PI RR Rr 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 2 1 2 qUmv 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 2 v qvBm r 依题意知 2 分 rd 由 式解得 2 分 12mU B dq 由左手定则得 磁场方向垂直于纸面向外 2 分 用心 爱心 专心3 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 2 v qEm R 由 式解得 2 分 2U E R 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 1 1 0 2 fx mgHWmv 2 分 cos f Wkgmabkmg bc 1 分 cosLabbc 由 式并代入数据 解得 1 分 5 c vm s 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 x xv t 竖直位移 1 分 2 1 2 ygt 由几何关系 1 分 2 tan yH x 水平方向分速度 1 分 ax vv 竖直方向分速度 1 分 y vgt 1 分 0 cossin xy vvv 由 式并代入数据 解得 11 2 分 0 10 vm s 若求出在 de 上着陆的速度为 给 1 分 5 5 m s 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 1 h 12 2 分 21 11 cos sinsin hh mg hhkmg 用心 爱心 专心4 解得 13 1 分 11 1 2 hh 同理可得 运动员第二次沿 ef 斜面向上滑的最