高考物理总复习 优编增分练:计算题考点排查练10 2017年(全国Ⅲ卷)计算题考点排查练.doc
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高考物理总复习 优编增分练:计算题考点排查练10 2017年(全国Ⅲ卷)计算题考点排查练.doc
120172017 年年( (全国全国卷卷) )计算题考点排查练计算题考点排查练题号2425考点带电粒子在组合场的运动“板块模型”问题的综合分析24(2018·广东省湛江市第二次模拟)如图 1 所示的直角坐标系xOy中,在第一象限和第四象限分别存在垂直纸面向外和向里的匀强磁场,PQ是磁场的右边界,磁场的上下区域足够大,在第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的M点以速度v0垂直于x轴沿y轴正方向射入电场中,粒子经过电场偏转后从y轴上的N点进入第一象限,带电粒子刚好不从y轴负半轴离开第四象限,最后垂直磁场右边界PQ离开磁场区域,已知M点与原点O的距离为l,N点与原点O的距离为l,第一象限3 23的磁感应强度满足B1,不计带电粒子的重力,求:2mv0 ql图 1(1)匀强电场的电场强度为多大?(2)第四象限内的磁感应强度多大?(3)若带电粒子从进入磁场到垂直磁场右边界离开磁场,在磁场中运动的总时间是多少?答案 (1) (2) (3)(n0,1,2,3,)mv02 qlmv0 ql4l 3v05nl 2v0解析 (1)设带电粒子在电场中运动的加速度为a根据牛顿第二定律得:qEma沿y轴方向:lv0t3沿x轴方向:lat23 21 2解得:Emv02 ql(2)粒子在电场中沿x轴方向做匀加速运动,速度v1at2进入磁场时与y轴正方向夹角 tan v1 v03解得60°进入磁场时速度大小为v2v0其运动轨迹,如图所示在第一象限由洛伦兹力提供向心力得:qvB1mv2 R1解得:R1l由几何知识可得粒子第一次到达x轴时过A点,因ON满足:ON2Rcos 30°,所以NA为直径带电粒子刚好不从y轴负半轴离开第四象限,满足:(2R1R2)sin 30°R2,解得R22l根据:qvB2m,解得:B2v2 R2B1 2mv0 ql(3)带电粒子到达D点时,因为DCR1sin 30°l 2DHR2R2sin 30°lF点在H点的左侧,带电粒子不可能从第一象限垂直磁场边界离开磁场,则应从第四象限G点(或多个周期后相应点)离开磁场带电粒子在第一象限运动周期T12R1 2v0l v0带电粒子在第四象限运动周期T22R2 2v02l v0带电粒子在磁场中运动时间满足tn× (T1T2)T1 25T2 125 6解得:t(n0,1,2,3)4l 3v05nl 2v025(2018·安徽省 A10 联盟最后一卷)如图 2,光滑水平面上静止一质量m11.0 kg、长L0.3 m 的木板,木板右端有质量m21.0 kg 的小滑块,在滑块正上方的O点用长r0.4 m 的轻质细绳悬挂质量m0.5 kg 的小球将小球向右上方拉至细绳与竖直方向成60°3的位置由静止释放,小球摆到最低点与滑块发生正碰并被反弹,碰撞时间极短,碰撞前后瞬间细绳对小球的拉力减小了 4.8 N,最终小滑块恰好不会从木板上滑下不计空气阻力、滑块、小球均可视为质点,重力加速度g取 10 m/s2.求:图 2(1)小球碰前、碰后瞬间的速度大小;(2)小滑块与木板之间的动摩擦因数答案 (1)2 m/s 0.4 m/s (2) 0.12解析 (1)小球下摆过程,机械能守恒mgr(1cos )mv21 2小球碰前瞬间的速度大小v2 m/sgr小球与小滑块碰撞前、后瞬间,由向心力公式可得:FTmgm,FTmgmv2 rv2 r由题意得:FTFT4.8 N联立求得碰后瞬间小球的速度大小为v0.4 m/s(2)小球与小滑块碰撞过程动量守恒,取向左为正方向,由动量守恒定律得:mvmvm2v1解得:v11.2 m/s小滑块在木板上滑动过程中动量守恒,可得:m2v1(m1m2)v2解得:v20.6 m/s由能量守恒可得:m2gLm2v12 (m1m2)v221 21 2小滑块与木板之间的动摩擦因数0.12