高考物理總復(fù)習(xí) 優(yōu)編增分練：計算題考點排查練12 （全國Ⅱ卷）計算題考點排查練試題

2018年(全國Ⅱ卷)計算題考點排查練題號2425考點動力學(xué)方法和動量守恒定律的應(yīng)用帶電粒子在復(fù)合場中的運動24．(2018·河南省開封市第三次模擬)如圖1所示，水平光滑細桿上P點套一輕質(zhì)小環(huán)，小環(huán)通過長L＝0.5m的輕繩懸掛一質(zhì)量不計的夾子，夾子內(nèi)夾有質(zhì)量m＝0.5kg的物塊，物塊兩豎直側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為Ffm＝3N．現(xiàn)對物塊施加F＝5N的水平恒力作用，物塊和小環(huán)一起沿水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，小環(huán)碰到桿上的釘子Q時立即停止運動，物塊恰要相對夾子滑動，與此同時撤去外力，一質(zhì)量為0.1kg的直桿以1m/s的速度沿水平方向相向插入夾子將夾子與物塊鎖定(此過程時間極短)．物塊可看成質(zhì)點，重力加速度g＝10m/s2.求：圖1(1)物塊做勻加速運動的加速度大小a；(2)P、Q兩點間的距離s；(3)物塊向右擺動的最大高度h.答案(1)10m/s2(2)0.05m(3)0.022m解析(1)以整體為研究對象，由牛頓第二定律得：F＝ma，得：a＝10m/s2(2)環(huán)到達Q，物塊剛達到最大靜摩擦力，由牛頓第二定律2Ffm－mg＝eq\f(mv2,L)根據(jù)動能定理有Fs＝eq\f(1,2)mv2，聯(lián)立得s＝0.05m(3)直桿插入夾子時，直桿與物塊水平方向動量守恒，取向右為正方向，mv－m0v0＝(m＋m0)v共由動能定理得：－(m＋m0)gh＝0－eq\f(1,2)(m＋m0)v共2聯(lián)立得h≈0.022m.25．(2018·河南省新鄉(xiāng)市第三次模擬)如圖2所示，xOy坐標系中，在y<0的區(qū)域內(nèi)分布有沿y軸正方向的勻強電場，在0<y<y0的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xOy平面向里的勻強磁場，一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子以初速度v0由坐標(0，－y0)處沿x軸正方向射入電場．已知電場強度大小E＝eq\f(mv\o\al(02),2qy0)，粒子重力不計．圖2(1)要使粒子不從y＝y(tǒng)0邊界射出磁場，求磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足的條件；(2)要使粒子從電場進入磁場時能通過點P(50y0,0)(圖中未畫出)，求磁感應(yīng)強度的大小．答案(1)B>eq\f(\r(2)＋1mv0,qy0)(2)見解析解析(1)粒子在電場中做類平拋運動，則有：x＝v0t，y0＝eq\f(1,2)at2qE＝ma，vy＝at解得：x＝2y0，vy＝v0進入磁場時的速度v＝eq\r(v\o\al(02)＋v\o\al(y2))＝eq\r(2)v0速度與x軸夾角的正切值tanθ＝eq\f(vy,v0)＝1，得θ＝45°若粒子剛好不從y＝y(tǒng)0邊界射出磁場，則有：qvB＝meq\f(v2,r)由幾何關(guān)系知(1＋eq\f(\r(2),2))r＝y(tǒng)0解得B＝eq\f(\r(2)＋1mv0,qy0)故要使粒子不從y＝y(tǒng)0邊界射出磁場，應(yīng)滿足磁感應(yīng)強度B>eq\f(\r(2)＋1mv0,qy0)(2)粒子相鄰兩次從電場進入磁場時，沿x軸前進的距離Δx＝2x－eq\r(2)r′＝4y0－eq\r(2)r′其中初始位置為(2y0,0)由r′＝eq\f(mv,qB)得B＝eq\f(2mv0,q4y0－Δx)又因為粒子不能射出邊界：y＝y(tǒng)0，所以(eq\f(\r(2),2)＋1)r′<y0，即0<r′<(2－eq\r(2))y0所以有(6－2eq\r(2))y0<Δx<4y0粒子通過P點，回旋次數(shù)n＝eq\f(50y0－2y0,Δx)則eq\f(48y0,4y0)<n<eq\f(48y0,6－2\r(2)y0)，即12<n<15.1n為整數(shù)，只能取n＝13、n＝1