2022高考物理 刷题增分：计算题仿真2022Ⅱ卷高考模拟演练（含解析）4

计算题仿真2021卷高考模拟演练24在直角坐标系中，三个边长都为l2 m的正方形排列如下列图，第一象限正方形区域ABOC中有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E0，在第二象限正方形COED的对角线CE左侧CED区域内有竖直向下的匀强电场，三角形OEC区域内无电场，正方形DENM区域内无电场。(1)现有一带电量为q、质量为m的带电粒子(重力不计)从AB边上的A点静止释放，恰好能通过E点。求CED区域内的匀强电场的电场强度E1；(2)保持(1)问中电场强度不变，假设在正方形区域ABOC中某些点静止释放与上述相同的带电粒子，要使所有的粒子都经过E点，那么释放点的坐标值x、y间应满足什么关系？解析(1)设粒子在第一象限的电场中加速运动，出第一象限时速度为v，由动能定理得qE0lmv2在第二象限中由类平抛运动的规律lvtlt2解得E14E0(2)设出发点坐标为(x，y)，加速过程由动能定理得qE0xmv2经过分析，要过E点在第二象限中类平抛运动时竖直位移与水平位移大小相等为y，那么yvtyt2解得yx答案(1)4E0(2)yx25(2021山东泰安一模)如下列图，质量为m10.5 kg的小物块P置于台面上的A点并与水平弹簧的右端接触(不拴接)，轻弹簧左端固定，且处于原长状态。质量M1 kg的长木板静置于水平面上，其上外表与水平台面相平，且紧靠台面右端。木板左端放有一质量m21 kg的小滑块Q。现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)，撤去推力，此后P沿台面滑到边缘C时速度v010 m/s，与小车左端的滑块Q相碰，最后物块P停在AC的正中点，滑块Q停在木板上。台面AB局部光滑，P与台面AC间的动摩擦因数10.1，A、C间距离L4 m。滑块Q与木板上外表间的动摩擦因数20.4，木板下外表与水平面间的动摩擦因数30.1(g取10 m/s2)，求：(1)撤去推力时弹簧的弹性势能；(2)长木板运动中的最大速度；(3)长木板的最小长度。解析(1)小物块P由B点到C点的过程：W弹1m1gLm1v0解得：W弹27 JEpW弹27 J即：撤去推力时弹簧的弹性势能为27 J。(2)小物块P和滑块Q碰撞过程动量守恒，以v0的方向为正方向m1v0m1vPm2vQ小物块P从碰撞后到静止1m1gL0m1v解得vQ6 m/s滑块Q在长木板上滑动过程中：对Q：2m2gm2a1对木板：2m2g3(Mm2)gMa2解得：a14 m/s2a22 m/s2当滑块Q和木板速度相等时，木板速度最大，设最大速度为v，滑行时间为t0对Q：vvQa1t0对木板：va2t0解得：t01 sv2 m/s那么长木板运动中的最大速度为2 m/s(3)在滑块Q和木板相对滑动过程中Q的位移：xQ(vQv)t0木板的位移：x板(0v)t0木板的最小长度：LxQx板解得：L3 m。答案(1)27 J(2)2 m/s(3)3 m3