高考物理 終極猜想題20 力電綜合(二).doc

終極猜想二十力電綜合(二)(本卷共4小題，滿分64分建議時(shí)間：45分鐘 )【題組1】力學(xué)知識(shí)與電場(chǎng)或磁場(chǎng)知識(shí)的綜合1(13分)如圖1所示，ab是一傾角為37的絕緣粗糙直軌道，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.30，bcd是半徑為r0.2 m的光滑圓弧軌道，它們相切于b點(diǎn)，c為圓弧軌道的最低點(diǎn)，整個(gè)空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)e4.0103 n/c，質(zhì)量m0.20 kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開(kāi)始滑下已知斜面ab對(duì)應(yīng)的高度h0.24 m，滑塊帶電荷量q5.0104 c，取重力加速度g10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80.求：圖1 (1)滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端b點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)滑塊滑到圓弧軌道最低點(diǎn)c時(shí)對(duì)軌道的壓力解析(1)滑塊沿斜面滑下的過(guò)程中，受到的滑動(dòng)摩擦力f(mgqe)cos 370.96 n(2分)設(shè)到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v1，根據(jù)動(dòng)能定理得(mgqe)hfmv(2分)解得v12.4 m/s(2分)(2)滑塊從b到c，由動(dòng)能定理可得：(mgqe)r(1cos 37)mvmv(2分)當(dāng)滑塊經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，有fn(mgqe)m(2分)由牛頓第三定律：fnfn(1分)解得：fn11.36 n(2分)答案(1)2.4 m/s(2)11.36 n2(13分)如圖2甲所示，a、b是在真空中平行放置的金屬板，加上電壓后，它們之間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)a、b兩極板間距離d1.5 m今在a、b兩極板上加如圖乙所示的交變電壓，交變電壓的周期t1.0106 s；t0時(shí)，a板電勢(shì)比b板電勢(shì)高，電勢(shì)差u01 080 v比荷1.0109 c/kg的帶負(fù)電的粒子在t0時(shí)從b板附近由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力問(wèn)：(1)第一次達(dá)到最大速度時(shí)，粒子相對(duì)于b板的位移是多大？(2)粒子到達(dá)a板時(shí)速度是多大？圖2解析(1)當(dāng)t時(shí)，粒子第一次達(dá)到最大速度s1at20.04 m(2分)(2)在時(shí)間內(nèi)，粒子做勻減速運(yùn)動(dòng)，最后速度為0，位移s20.04 m(2分)在時(shí)間內(nèi)，粒子反方向做勻加速運(yùn)動(dòng)位移s3at20.01 m(2分)在時(shí)間t內(nèi)，粒子做勻減速運(yùn)動(dòng)，最后速度為0，位移s40.01 m(2分)在一個(gè)周期內(nèi)的總位移ss1s2s3s40.06 m(2分)因?yàn)?5，(1分)即經(jīng)24個(gè)周期粒子距a板0.06 mv22a(s3s4)，v105 m/s1.7105 m/s(2分)答案(1)0.04 m(2)1.7105 m/s【題組2】力學(xué)知識(shí)與組合場(chǎng)知識(shí)的綜合3(19分)如圖3所示的坐標(biāo)平面內(nèi)，y軸左側(cè)存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b10.20 t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在y軸的右側(cè)存在方向垂直紙面向里、寬度d12.5 cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b2，某時(shí)刻一質(zhì)量m2.0108 kg、電量q4.0104 c的帶電微粒(重力可忽略不計(jì))，從x軸上坐標(biāo)為(0.25 m，0)的p點(diǎn)以速度v2.0103 m/s沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)試求：圖3 (1)微粒在y軸左側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；(2)微粒第一次經(jīng)過(guò)y軸時(shí)，速度方向與y軸正方向的夾角；(3)要使微粒不能從右側(cè)磁場(chǎng)邊界飛出，b2應(yīng)滿足的條件解析(1)設(shè)微粒在y軸左側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為，則qvb1m(3分)r1 m0.5 m(2分)(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系得：(3分)cos ，則60(3分)(3)設(shè)粒子恰好不飛出右側(cè)磁場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)半徑為r2，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系得r2cos r2d，解得r20.25 m(3分)由洛倫茲力充當(dāng)向心力，且粒子運(yùn)動(dòng)半徑不大于r2，得：qvb2m(2分)解得：b2 t0.4 t(2分)即磁感應(yīng)強(qiáng)度b2應(yīng)滿足：b20.4 t(1分)答案(1)0.5 m(2)60(3)b20.4 t4(19分)如圖4所示，pr是一長(zhǎng)為l0.64 m的絕緣平板固定在水平地面上，擋板r固定在平板的右端，整個(gè)空間有一個(gè)平行于pr的勻強(qiáng)電場(chǎng)e，在板的右半部分存在一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)b，磁場(chǎng)的寬度d0.32 m，一個(gè)質(zhì)量m0.5103 kg，帶電荷量為q5102 c的小物體，從板的p端由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從d點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體碰到擋板r后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)(不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響)，物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍作勻速運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在c點(diǎn)，pc，若物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，g取10 m/s2.圖4(1)判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大??；(3)求物體與擋板碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能解析(1)物體由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明電場(chǎng)力向右且大于摩擦力，進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明它受的摩擦力增大，即它受的洛倫茲力方向向下，由左手定則判斷物體帶負(fù)電，(2分)小物體受電場(chǎng)力方向向右可判斷電場(chǎng)方向向左(2分)(2)設(shè)物體被擋板彈回后做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v2，從離開(kāi)磁場(chǎng)到停在c點(diǎn)的過(guò)程中，由動(dòng)能定理有：mg0mv(2分)解得：v2 m/s0.8 m/s(2分)物體在磁場(chǎng)中受力平衡，有：mgbqv2(1分)解得：b t0.125 t(2分)(3)設(shè)從d點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v1，由動(dòng)能定理有qemgmv(2分)物體從d點(diǎn)到r做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有qe(