2018年高考物理(全国Ⅰ卷)计算题仿真练
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2018年(全国Ⅰ卷)计算题仿真练
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题号2425
考点动量和能量观点的综合应用带电粒子在复合场中的运动24.如图所示,在水平面上依次放置小物块A和C以及曲面劈B,其中A与C的质量相等均为m,曲面劈B的质量M=3m,劈B的曲面下端与水平面相切,且劈B足够高,各接触面均光滑.现让小物块C以水平速度v0向右运动,与A发生碰撞,碰撞后两个小物块粘在一起又滑上劈B.求:
(1)碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度.
25.如图所示竖直平面内的直角坐标系xOy,x轴水平且上方有竖直向下的匀强电场,场强大小为E,在x轴下方有一圆形有界匀强磁场,与x轴相切于坐标原点,半径为R.已
知质量为m、电荷量为q的粒子,在y轴上的(0,R)点无初速释放,粒子恰好经过磁场中(
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R,-R)点,粒子重力不计,求:
(1)磁场的磁感强度B;
(2)若将该粒子释放位置沿y=R直线向左移动一段距离L,无初速释放,当L为多大时粒子在磁场中运动的时间最长,最长时间多大;
(3)在(2)的情况下粒子回到电场后运动到最高点时的水平坐标值.
参考答案与解析
24.解析:(1)小物块C 与A 发生碰撞粘在一起,取向右为正方向,由动量守恒定律得: m v 0=2m v
解得v =12
v 0; 碰撞过程中系统损失的机械能为
E 损=12m v 20-12
(2m )v 2 解得E 损=14m v 20
. (2)当A 与C 上升到最大高度时,A 、B 、C 系统的速度相等;水平方向上动量守恒,取向右为正方向,根据动量守恒定律得
m v 0=(m +m +3m )v 1
解得v 1=15
v 0 A 、C 粘在一起上滑至最大高度,由能量守恒定律得2mgh =12×2m (12v 0)2-12×5m ×(15
v 0)2 解得h =3v 2040g
. 答案:(1)14m v 20 (2)3v 2040g
25.解析:(1)粒子匀加速运动:EqR =12
m v 2 设圆周运动半径为r ,则q v B =m v 2r ,由几何关系可知:r 2=⎝
⎛⎭⎫r -33R 2+R 2 解得:r =233R ,B =3mE 2qR
,磁场方向垂直xOy 平面向里; (2)当粒子在磁场中转过的弦为直径时对应的时间最长,所转过的圆心角为α
则r sin α2=R ,解得:α=23
π,此时 L =R sin α2=32
R 在磁场中运动的时间为t =r αv
解得:t =2π96mR Eq
;
(3)粒子回到电场时速度与水平方向成30° 粒子沿y 轴匀减速运动减到零时竖直高度最大 v sin 30°=at ′,Eq =ma ,
水平方向匀速运动x ′=v cos 30°t ′
解得:x ′=3R 2
粒子返回电场时的水平坐标为x 0, x 0-L h =cot 30°,h =3R 2
运动到最高点时的水平坐标为:
x =x 0+x ′=532
R .
答案:(1)
3mE 2qR ,方向垂直xOy 平面向里 (2)
32R 2π96mR qE (3)532R。