【物理】2020届二轮复习计算题选考题组合练（2）作业

【物理】2020届二轮复习计算题选考题组合练（2）作业

计算题+选考题组合练(2)‎ ‎1.(2019河南安阳高三二模)如图所示,三块等大且平行正对的金属板水平放置,金属板厚度不计且间距足够大,上面两金属板间有竖直向下的匀强电场,下面两金属板间有竖直向上的匀强电场,电场强度大小均为E。以中间金属板的中轴线为x轴,金属板右侧存在一垂直纸面向里范围足够大的匀强磁场。现有一重力不计的绝缘带电粒子,质量为m,电荷量为-q,从中间金属板上表面的电场中坐标位置(-l,0)处以初速度v0沿x轴正方向开始运动,已知l=mv‎0‎‎2‎qE,求:‎ ‎(1)带电粒子进入磁场时的位置坐标(用l表示)以及带电粒子进入磁场时的速度大小与方向;‎ ‎(2)若要使带电粒子能回到中间金属板下表面关于x轴与释放点对称的位置,计算匀强磁场的磁感应强度B的大小(用E、v0表示)。‎ 答案　(1)‎0,‎l‎2‎　‎2‎v0　速度方向与y轴正方向夹角为45°‎ ‎(2)‎‎2Ev‎0‎ 解析　(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动 水平方向上有l=v0t 竖直方向上有y=qE‎2mt2‎ 联立解得t=mlqE,y=‎l‎2‎ 所以带电粒子进入磁场时的位置坐标为‎0,‎l‎2‎ 竖直方向速度vy=qEmt=v0,所以v=v‎0‎‎2‎‎+‎vy‎2‎=‎2‎v0‎ 因为tan θ=vyv‎0‎=1,所以速度方向与y轴正方向夹角为45°‎ ‎(2)若要使带电粒子能回到中间金属板下表面关于x轴与释放点对称的位置,根据对称性可知,它在磁场中做圆周运动的圆心应在x轴上,其部分运动轨迹如图所示 由几何关系有r=‎2‎y=‎‎2‎l‎2‎ 洛伦兹力提供向心力,qvB=mv‎2‎r 联立解得B=‎‎2Ev‎0‎ ‎2.(2019山东青岛二模)如图所示为某自动控制系统的装置示意图,装置中间有一个以v0=3 m/s的速度逆时针匀速转动的水平传送带,传送带左端点M与光滑水平面相切,水平面左侧与一倾角α=37°的光滑斜面平滑连接。靠近斜面底端的P点处安装有自动控制系统,当小物块b每次向右经过P点时都会被系统瞬时锁定从而保持静止。传送带N端与半径r=0.2 m的光滑四分之一圆弧相切,小物块a从圆弧最高点由静止下滑后滑过传送带,经过M点后控制系统会使静止在P点的小物块b自动解锁,之后两物块发生第一次弹性碰撞。PM足够长,每次物块a向左运动经过M点前物块b已回到P点。已知两物块的质量mb=2ma=2 kg,两物块均可视为质点,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,MN间的距离L=1.2 m,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:‎ ‎(1)物块a运动到N点时受到的支持力大小;‎ ‎(2)物块b第一次沿斜面上滑的时间;‎ ‎(3)两物块在第n次碰撞后到第n+1次碰撞前,物块a在传送带上运动产生的摩擦热。‎ 答案　(1)30 N　(2)‎1‎‎3‎ s　(3)‎2‎‎3‎n-2‎ J 解析　(1)对物块a沿圆弧从最高点由静止下滑到N点,运用动能定理可得 magr=‎1‎‎2‎mav‎1‎‎2‎ 解得v1=‎2gr=2 m/s 对物块a运动到N点时,由牛顿第二定律可得 FN-mag=mav‎1‎‎2‎r 解得FN=30 N ‎(2)物块a在传送带上运动的加速度大小 a1=μmagma=2.5 m/s2‎ 设物块a加速到3 m/s前进的距离为x 则x=v‎0‎‎2‎‎-‎v‎1‎‎2‎‎2‎a‎1‎=1 m

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