2020版高考物理二轮复习 计算题32分抢分练2(含解析)

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计算题32分抢分练(二)(时间:20分钟分值:32分)1(12分)如图所示,水平轨道BC两端连接竖直的光滑圆弧,质量为2m的滑块b静置在B处,质量为m的滑块a从右侧圆弧的顶端A点无初速释放,滑至底端与滑块b发生正碰,碰后粘合在一起向左运动,已知圆弧的半径为R0.45 m,水平轨道长为L0.2 m,滑块与水平轨道的动摩擦因数0.1,重力加速度取g10 m/s2。求:(1)两滑块沿左侧圆弧上升的最大高度h;(2)两滑块静止时的位置。解析(1)设滑块a滑至底端碰撞b前速度大小为vB,碰后共同速度大小为v,根据机械能守恒定律有mgRmv,由动量守恒定律有mvB(m2m)v,从B点到左侧最大高度处由动能定理有3mgL3mgh03mv2,联立解得h0.03 m。(2)粘合体将来回往复运动,直到速度为0,设在水平轨道BC上运动的路程为s,根据动能定理有3mgs03mv2,解得s0.5 m,所以滑块停在水平轨道BC的中点处。答案(1)0.03 m(2)水平轨道的中点处2(20分)(2019安庆模拟)在如图所示的坐标系内,PQ是垂直于x轴的分界线,PQ左侧的等腰直角三角形区域内分布着匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,AC是一可吸收电子的挡板,长为d。PQ右侧为偏转电场,两极板长度为d,间距为d。电场右侧的x轴上有足够长的荧光屏。现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场,电子能打在荧光屏上的最远处为M点,M到下极板右端的距离为d,电子电荷量为e,质量为m,不考虑电子间的相互作用以及偏转电场边缘效应。(1)求电子通过磁场区域的时间t;(2)求偏转电场的电压U;(3)电子至少以多大速率从O点射出时才能打到荧光屏上?解析(1)电子在磁场区域做匀速圆周运动的周期为T由几何关系知电子通过磁场区域的时间为t1。(2)电子打在荧光屏上M点时,由几何知识得电子在磁场中运动的轨迹半径rd,又r,所以v电子通过电场的时间t2,即t2电子在电场中做类平抛运动,离开电场后做匀速直线运动到达M点,如图甲所示。根据类平抛运动规律知,电子出电场时,出射速度方向的反向延长线必过上极板的中间位置,由几何关系有又因为y1y2d,所以y1分析知y1 t可得U。(3)如图乙所示,当电子恰好打在下极板右边缘时,电子对应的速率v最小电子在磁场中运动的轨迹半径r在电场中沿水平方向有vt3竖直方向有r t又U综合以上各式有v。答案(1)(2)(3)- 3 -
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