高考物理计算题（七月）周演题（三）（含解析）.doc

1 / 5【2019【2019 最新最新】精选高考物理计算题（七月）周演题（三）精选高考物理计算题（七月）周演题（三）（含解析）（含解析）李仕才1、(2018·××市高三期末)如图 9 所示，半径为 R 的圆形匀强磁场区域与 x 轴相切于坐标系的原点 O，磁感应强度为 B1，方向垂直于纸面向外，磁场区域右侧有一长方体加速管，加速管底面宽度为 2R，轴线与 x 轴平行且过磁场区域的圆心，左侧的电势比右侧高在加速管出口正下方距离 D 点为 R 处放置一宽度为 d3R 的荧光屏 EF，荧光屏与竖直方向成 60°角，加速管右侧存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域，磁感应强度为 B2.在 O 点处有一个粒子源，能沿纸面向 y0 的各个方向均匀地发射大量质量为 m、带电荷量为 q 且速率相同的粒子，其中沿 y 轴正方向射入磁场的粒子，恰能沿轴线 O2O3 进入长方体加速管并垂直打在荧光屏上(不计粒子重力及其相互作用)图 9(1)求粒子刚进入加速管时的速度 v1 的大小和加速电压 U；(2)求荧光屏上被粒子打中的区域长度 l；(3)若要让从加速管 BO3 区域出来的粒子全部打中荧光屏，磁场的磁感应强度的大小应满足什么条件？【参考答案参考答案】见解析解析 (1)粒子在磁场中的运动半径为 R，由向心力公式可得2 / 5qv1B1mv1 2 Rv1因粒子垂直打在荧光屏上，由题意可知，在磁场中的运动半径为2R，由向心力公式可得 qv2B2mv2 2 2Rv2粒子在加速管中做加速运动，由动能定理得qUmvmv由式得加速管所加的电压U(2)从 B 点穿出的粒子打在离 E 点最近的屏上，如图所示由几何关系得(x1cos R)2(x1sin )2(2R)2x1R从 D 点穿出的粒子打在离 E 点最远的屏上，如图所示由几何关系得(x2cos R)2(x2sin )2(2R)2x2R粒子打中的区域长度lx2x1R(3)从 O3 点穿出的粒子恰好打在 F 点时，有几何关系(dcos 2Rr3)2(dsin )2r得 r3R由向心力公式有 qv2B3m由式得B3B23 / 5从 B 点穿出的粒子恰好打在 E 点时，有 r4R由向心力公式有 qv2B4m由式得B4B2从 BO3 区域穿出的粒子全部打在屏上磁感应强度大小满足的条件是：B2BB214 192、如图 1 所示，光滑的“”形金属导体框竖直放置，除图中已标阻值为 R 的电阻外，其余电阻不计质量为 m 的金属棒 MN 与框架接触良好在区域 abcd 和 cdef 内，存在磁感应强度大小分别为B1B、B22B 的有界匀强磁场，方向均垂直于框架平面向里，两竖直导轨 ae 与 bf 间距为 L.现从图示位置由静止释放金属棒 MN，当金属棒进入磁场 B1 区域后恰好做匀速运动，重力加速度为 g.不计空气阻力，求：图 1(1)金属棒进入磁场 B1 区域后的速度大小；(2)金属棒刚进入磁场 B2 区域时的加速度大小【参考答案】(1) (2)3g解析 (1)当金属棒进入磁场 B1 区域后恰好做匀速运动，说明金属棒所受的安培力与重力大小相等、方向相反则F1B1I1LBI1Lmg又 I1BLv R联立得：vmgR B2L2(2)金属棒刚进入磁场 B2 区域时，由楞次定律判断知所受的安培力方向竖直向上，大小为：4 / 5F2B2I2L2BL4B2L2v R把(1)问求得的 v 代入，可得 F24mg根据牛顿第二定律得：F2mgma解得：a3g.3、形状如图 2 所示的光滑导轨 EF、GH 等高平行放置，E、G 间宽度为 F、H 间宽度的 2 倍，虚线右侧导轨水平且处于竖直向上的匀强磁场中ab 金属棒的质量为 2m、cd 金属棒的质量为 m，现让 ab 从离水平轨道 h 高处静止下滑，设两种不同间距的导轨都足够长求：图 2(1)ab、cd 棒的最终速度大小；(2)全过程中产生的焦耳热【参考答案】(1)vab vcd2gh2 3(2)mgh解析 (1)ab 由静止下滑，机械能守恒：2mgh×2mv2，得 v2gh由于 ab、cd 串联在同一电路中，任何时刻通过 ab、cd 的电流总相等，金属棒有效长度关系为 Lab2Lcd故它们所受的安培力关系为 Fab2Fcd在安培力作用下，ab、cd 各做变速运动，产生的感应电动势方向相反，当 EabEcd 时，电路中感应电流为零，ab、cd 所受安培力为零，ab、cd 运动趋于稳定，此时有 BLabvabBLcdvcd，得 vabvcdab、cd 受安培力作用，动量均发生变化，由动量定理得：Fabt2m(vvab)Fcdtmvcd5 / 5联立以上各式解得：vab，vcd2gh2 3(2)根据系统的总能量守恒可得：Q2mgh×2mvmvmgh.