2019高考物理江苏专用优编题型增分练：计算题规范练（4套）含解析

2019高考物理江苏专用优编题型增分练：计算题规范练（1）含解析 计算题规范练(一) 四、计算题(本题共3小题，共计47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．) 14．(15分)(2018·江苏一模)如图1所示，匝数为N＝100、边长为L＝0.5 m、阻值为r＝1.5 Ω的正方形导线框与间距为d＝0.5 m的竖直导轨相连，正方形线框的上半部分处在水平向外的磁场B1中，导轨的下部存在着水平向里的磁感应强度为B2＝1 T的匀强磁场．质量为m＝0.2 kg、电阻为R＝0.5 Ω的导体棒ab可以沿竖直导轨无摩擦地滑动，导体棒始终与导轨接触良好．当磁场B1发生变化时，导体棒ab刚好能处于静止状态．重力加速度g取10 m/s2，试求： 图1 (1)此时通过ab棒的电流I的大小和方向； (2)此过程中磁场B1的变化率； (3)开始的5 s内回路中产生的焦耳热Q. 答案　(1)4 A　方向由a到b　(2)0.64 T/s　(3)160 J 解析　(1)导体棒ab静止，所以有： mg＝B2IL 可得：I＝＝ A＝4 A 由左手定则判断知，电流方向由a到b. (2)根据法拉第电磁感应定律得： E＝NS 式中S＝ 由闭合电路欧姆定律得： E＝I(R＋r) 代入数据解得： ＝0.64 T/s (3)开始的5 s内回路中产生的焦耳热为： Q＝I2(R＋r)t＝42×(0.5＋1.5)×5 J＝160 J. 15．(16分)(2018·南通市等七市三模)如图2所示，两根不可伸长的细绳A、B端分别固定在水平天花板上，O端系有一质量m＝ kg的物体，ABO组成一边长为L＝5 m的正三角形．物体受到方向水平向左的风力作用，绳BO能承受的最大拉力Fm＝20 N，绳AO不会被拉断，取g＝10 m/s2. 图2 (1)水平风力F1＝5 N时，物体处于静止状态，求绳BO中的拉力大小FB； (2)水平风力为F2时，绳BO刚好被拉断，求F2和绳BO被拉断时物体的加速度大小a； (3)在(2)的情况下，求物体运动过程中的最大速度vm和物体运动到最高点时与初始位置的高度差h. 答案　(1)15 N　(2)10 m/s2　(3)10 m/s　7.5 m 解析　(1)设此时绳AO中的拉力大小为FA，由平衡条件有 F1＋FAcos 60°－FBcos 60°＝0 FAsin 60°＋FBsin 60°－mg＝0 代入数据解得FB＝15 N. (2)设绳BO被拉断时，物体仍在原来位置，则拉断前瞬间绳BO的拉力在水平和竖直方向的分力分别为： Fmx＝Fmcos 60°＝10 N Fmy＝Fmsin 60°＝10 N 由于Fmy＝mg，说明物体仍在原来位置，此时绳AO中的拉力大小为0. 水平方向由平衡条件有F2＝Fmx＝10 N 绳BO被拉断后，物体做圆周运动，拉断时加速度方向沿圆切线方向，则 F2sin 60°＋mgcos 60°＝ma 解得a＝10 m/s2. (3)设绳AO向左摆到与水平方向的夹角为θ时，物体运动的速度最大，则 F2sin θ－mgcos θ＝0 F2(Lcos 60°＋Lcos θ)＋mg(Lsin θ－Lsin 60°)＝mvm2 解得vm＝10 m/s 设绳AO向左摆到与水平方向的夹角为α时，物体到达最高点，则 F2(Lcos 60 °＋Lcos α)＋mg(Lsin α－Lsin 60°)＝0 h＝Lsin 60°－Lsin α 联立解得h＝7.5 m. 16．(16分)(2018·盐城市三模)如图3所示，两个相同的等腰直角三角形区域CDE和FGH中均有垂直纸面向里的匀强磁场，E、F、G处在同一水平直线上，D、C、H也处于同一水平直线上．平行四边形区域EFHC间存在匀强电场．一个重力不计的带正电的粒子从边界ED上的P点射入磁场，速度v的方向与EC边平行，再从EC边沿水平方向射出，已知GH长度为L，且L＝(2＋)d，EP和EF的长度均为d.带电粒子的比荷＝k，区域FGH中磁感应强度B2＝. 图3 (1)求区域CDE内磁感应强度的大小； (2)若电场方向竖直向下，粒子到达电场边界FH时，速度方向恰好与其平行，求粒子在电场中运动的时间； (3)若电场方向水平向右，要使粒子从GF边界射出磁场，求电场强度大小满足的条件． 答案　(1)　(2)　(3)0