人教版高中物理计算、选考题定时规范训练(一).docx

计算、选考题定时规范训练(一)
(限时：35分钟)
一、计算题
1.(11分)[2021·广东省学业水平选择考模拟(二)]如图1，轻质弹簧固定在水平桌面右边缘处的挡板上。质量为m的物块放在水平桌面的左边缘处。物块与桌面之间的动摩擦因数为μ，桌面距水平地面的高为h。某时刻，物块突然受到水平冲量I后向右滑动距离L时将弹簧压缩到最短，然后物块被弹簧反弹并滑离桌面落在水平地面上。重力加速度为g，求：
图1
(1)物块向右运动的初速度大小；
(2)弹簧的最大弹性势能；
(3)物块落地点与桌面左边缘的水平距离。
答案　(1)　(2)－μmgL　(3)
解析　(1)设物块向右运动的初速度大小为v0，根据动量定理可得
I＝mv0－0①
解得物块向右运动的初速度大小v0＝。②
(2)设弹簧的最大弹性势能为Epm，对物块从开始运动到将弹簧压缩到最短的过程中，根据能量守恒定律有
mv＝Epm＋μmgL③
联立②③可得Epm＝－μmgL。④
(3)设物块从桌面左端抛出时的速度大小为v1，则对物块开始运动到从桌面左端抛出的过程根据动能定理有
－2μmgL＝mv－mv⑤
设物块做平抛运动的时间为t，则由运动学规律可得
h＝gt2⑥
物块落地点与桌面左边缘的水平距离为x＝v1t⑦
联立②⑤⑥⑦解得x＝。
2.(15分)(2021·山东泰安市二轮检测)如图2(a)所示，以间距为L的两虚线为边界，中间存在如图(b)所示规律的匀强电场，方向平行纸面且与边界垂直，两侧有方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子，从O点由静止开始加速运动，经时间T0(T0未知)到达M点，进入右侧磁场后做半径为的圆周运动。不计粒子重力。
图2
(1)通过计算说明，粒子在N、P间的运动情况；
(2)若粒子经过左侧磁场时也做半径为的圆周运动，求两侧磁场的磁感应强度之比。
答案　(1)粒子从N到P做匀加速直线运动　
(2)1∶
解析　(1)粒子从O到M过程中由牛顿第二定律可得
qE0＝ma
粒子加速时间t1＝＝T0
在右侧磁场做圆周运动的时间t2＝＝＝
由于t1＋t2＝T0<2T0，所以粒子到达N点时加速度与速度方向相同。
假设粒子一直加速，则L＝aT，2L＝at
可得t2－T0＝(－1)T0<0.5T0
即从N加速至P所需时间小于0.5T0，故粒子从N到P做匀加速直线运动。
(2)粒子经过右侧磁场时，洛伦兹力提供向心力
qv1B右＝m
O到M过程有v＝2aL
设到达P点时速度为v2，由运动学公式有v－v＝2aL
经过左侧磁场时qv2B左＝m
联立解得＝。
二、选考题(请从下面2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。)
3.[选修3－3](12分)(2021·广东江门市高三一模)(1)太空宇航员的航天服能保持与外界绝热，为宇航员提供适宜的环境。若在地面上航天服内气体的压强为标准大气压，到达太空后由于外部气压降低，航天服急剧膨胀，内部气体体积增大。若所研究气体视为理想气体，则宇航员由地面到太空的过程中，若不采取任何措施，航天服内气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。为使航天服内气体保持恒温，应给内部气体________(选填“制冷”或“加热”。)
(2