《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 計(jì)算題專練(四)(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題沖刺 計(jì)算題專練(四)(含解析)(3頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、計(jì)算題專練(四)
共2小題,共32分。要求寫出必要的文字說明和方程式,只寫最后結(jié)果不給分。
1.(2019·四川南充三診)(12分)“嫦娥四號”飛船在月球背面著陸過程如下:在反推火箭作用下,飛船在距月面100米處懸停,通過對障礙物和坡度進(jìn)行識別,選定相對平坦的區(qū)域后,開始以a=2 m/s2垂直下降。當(dāng)四條“緩沖腳”觸地時(shí),反推火箭立即停止工作,隨后飛船經(jīng)2 s減速到0,停止在月球表面上。飛船質(zhì)量m=1000 kg,每條“緩沖腳”與地面的夾角為60°,月球表面的重力加速度g=3.6 m/s2,四條“緩沖腳”的質(zhì)量不計(jì)。求:
(1)飛船垂直下降過程中,火箭推力對飛船做了多少功;
(2)
2、從“緩沖腳”觸地到飛船速度減為0的過程中,每條“緩沖腳”對飛船的沖量大小。
答案 (1)-1.6×105 J (2) N·s
解析 (1)飛船加速下降時(shí),由牛頓第二定律,
有:mg-F=ma
推力對火箭做功為:W=-Fh
解得:W=-1.6×105 J。
(2)設(shè)“緩沖腳”觸地時(shí)飛船的速度為v,飛船垂直下降的過程中,有:v2=2ah
從“緩沖腳”觸地到飛船速度減為0的過程中,設(shè)每條“緩沖腳”對飛船的沖量大小為I,根據(jù)動(dòng)量定理,有:
4Isin60°-mgt=0-(-mv)
解得:I= N·s。
2.(2019·廣東深圳二模)(20分)如圖a所示,整個(gè)空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電
3、場(平行于紙面),在同一水平線上的兩位置,以相同速率同時(shí)噴出質(zhì)量均為m的油滴a和b,帶電量為+q的a水平向右,不帶電的b豎直向上。b上升高度為h時(shí),到達(dá)最高點(diǎn),此時(shí)a恰好與它相碰,瞬間結(jié)合成油滴P。忽略空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)油滴b豎直上升的時(shí)間及兩油滴噴出位置的距離;
(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)及油滴a、b結(jié)合為P后瞬間的速度;
(3)若油滴P形成時(shí)恰位于某矩形區(qū)域邊界,取此時(shí)為t=0時(shí)刻,同時(shí)在該矩形區(qū)域加一個(gè)垂直于紙面的周期性變化的勻強(qiáng)磁場,磁場變化規(guī)律如圖b所示,磁場變化周期為T0(垂直紙面向外為正),已知P始終在矩形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng),求矩形區(qū)域的最小面積。(忽略磁場突變的
4、影響)
答案 (1) 2h
(2) ,方向斜向右上方,與水平方向夾角為45°
(3)
解析 (1)設(shè)油滴的噴出速率為v0,油滴b做豎直上拋運(yùn)動(dòng),
有:0=v-2gh,解得:v0=
0=v0-gt0,解得:t0=
油滴a在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),對油滴a的水平分運(yùn)動(dòng),有:
x0=v0t0,解得:x0=2h。
(2)兩油滴結(jié)合之前,油滴a做類平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a,則:
qE-mg=ma
h=at
解得:a=g,E=
油滴的噴出速率為v0,設(shè)結(jié)合前瞬間油滴a的速度大小為va,方向斜向右上方,與水平方向的夾角為θ,則:
v0=vacosθ,v0tanθ=at0
解得:va=2,θ=45°
兩油滴的結(jié)合過程動(dòng)量守恒:mva=2mvP
聯(lián)立解得vP=,方向斜向右上方,與水平方向夾角為45°。
(3)因?yàn)閝E=2mg,所以油滴P在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)軌跡半徑為r,周期為T。
由洛倫茲力提供向心力,有:
qvP=2m
解得:r=
由T=,解得T=T0
即油滴P在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡是兩個(gè)外切圓組成的“8”字形,
最小矩形的兩條邊分別為2r和4r,軌跡如圖,
最小面積為:Smin=2r×4r=。
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