2022年高考物理大题规范性练习（13）

2022年高考物理大题规范性练习（13）开始时刻：:日期：姓名：23(18分)某高层建筑工地的吊塔要将质量为800kg的吊斗（含建筑材料）以最快的方式到达105m高的楼顶，吊绳所能承受的最大拉力为1xxN，机器的最大输出功率为120kW。为保证安全，吊斗在最后15m匀减速上升，到达楼顶的速度恰好为零。 已知在吊斗被吊高90m前已以最大速度匀速上升，重力加速度g取10m/s2。求：（1）吊斗在被吊起上升时的最大速度为多大？（2）在最后15m时，吊绳对吊斗的拉力为多大？（3）在满足上述安全要求的前提下，吊斗到达楼顶所需最短时间为多少？24(20分)在如图所示，x轴上方有一匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B，x轴下方有一匀强电场，电场强度的大小为E，方向与y轴的夹角为450且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子，以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域，该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为450。不计离子的重力，设磁场区域和电场区域足够大。求： （1）C点的坐标；（2）离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间；（3）离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角。yx0A B E结束时刻：: 时长min23.解题探究：吊斗的运动分三个过程，第一过程，绳中拉力达到最大，物体做匀加速运动，第二过程，当功率达到最大值时，吊斗做加速度减小的变加速运动，第三过程，最后的15m吊斗做匀减速直线运动。分别研究每一过程的运动规律，即可解决问题。参考答案：（1）吊斗运动中达到的最大速度而匀速运动时，绳中拉力等于重力，F2mg，此时有：（2）在最后15m时，吊斗做匀减速运动的初速度为，末速度为0，设加速度为a，则得m/s2由牛顿第二定律得解得：N（3）先使绳中拉力达到最大，吊斗匀加速运动直到功率为最大时为止，此时当时，物体达到的速度为v1，则有在时间内物体上升距离 此后保持不变，物体做变加速运动，运动中达到的最大速度设后一段时间为，依动能定理有解出：在最后15m时，吊斗减速运动的时间物体运动总时间 误区警示：若吊塔一开始即以额定功率运行，则由动能定理可得，得，这个时间比上面所求时间少1s，但是绳子中的拉力已大于其最大限，是不可取的。24.解析：（1）磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动，故有，同时有粒子运动轨迹如图所示，由几何知识知，xC（rrcos450） 故，C点坐标为（，0） （2）设粒子从A到C的时间为t1，设粒子从A到C的时间为t1，由题意知 设粒子从进入电场到返回C的时间为t2，其在电场中做匀变速运动，由牛顿第二定律和运动学知识，有 及， 联立解得 设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3，由题意知 故而，设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为 （3）粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类似平抛的运动，即沿着v0的方向（设为x轴）做匀速运动，即 沿着qE的方向（设为y轴）做初速为0的匀变速运动，即， ； yx0A B Ey/x/01020/vtC设离子第四次穿越x轴时速度的大小为v，速度方向与电场方向的夹角为.由图中几何关系知， ， 综合上述得