2019高考物理计算题七月周演题三含解析.doc

2019高考物理计算题（七月）周演题（三）李仕才1、(2018台州市高三期末)如图9所示，半径为R的圆形匀强磁场区域与x轴相切于坐标系的原点O，磁感应强度为B1，方向垂直于纸面向外，磁场区域右侧有一长方体加速管，加速管底面宽度为2R，轴线与x轴平行且过磁场区域的圆心，左侧的电势比右侧高在加速管出口正下方距离D点为R处放置一宽度为d3R的荧光屏EF，荧光屏与竖直方向成60角，加速管右侧存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场区域，磁感应强度为B2.在O点处有一个粒子源，能沿纸面向y0的各个方向均匀地发射大量质量为m、带电荷量为q且速率相同的粒子，其中沿y轴正方向射入磁场的粒子，恰能沿轴线O2O3进入长方体加速管并垂直打在荧光屏上(不计粒子重力及其相互作用)图9(1)求粒子刚进入加速管时的速度v1的大小和加速电压U；(2)求荧光屏上被粒子打中的区域长度l；(3)若要让从加速管BO3区域出来的粒子全部打中荧光屏，磁场的磁感应强度的大小应满足什么条件？【参考答案】见解析解析(1)粒子在磁场中的运动半径为R，由向心力公式可得qv1B1mv1因粒子垂直打在荧光屏上，由题意可知，在磁场中的运动半径为2R，由向心力公式可得qv2B2mv2粒子在加速管中做加速运动，由动能定理得qUmvmv由式得加速管所加的电压U(2)从B点穿出的粒子打在离E点最近的屏上，如图所示由几何关系得(x1cos R)2(x1sin )2(2R)2x1R从D点穿出的粒子打在离E点最远的屏上，如图所示由几何关系得(x2cos R)2(x2sin )2(2R)2x2R粒子打中的区域长度lx2x1R(3)从O3点穿出的粒子恰好打在F点时，有几何关系(dcos 2Rr3)2(dsin )2r得r3R由向心力公式有qv2B3m由式得B3B2从B点穿出的粒子恰好打在E点时，有r4R由向心力公式有qv2B4m由式得B4B2从BO3区域穿出的粒子全部打在屏上磁感应强度大小满足的条件是：B2BB22、如图1所示，光滑的“”形金属导体框竖直放置，除图中已标阻值为R的电阻外，其余电阻不计质量为m的金属棒MN与框架接触良好在区域abcd和cdef内，存在磁感应强度大小分别为B1B、B22B的有界匀强磁场，方向均垂直于框架平面向里，两竖直导轨ae与bf间距为L.现从图示位置由静止释放金属棒MN，当金属棒进入磁场B1区域后恰好做匀速运动，重力加速度为g.不计空气阻力，求：图1(1)金属棒进入磁场B1区域后的速度大小；(2)金属棒刚进入磁场B2区域时的加速度大小【参考答案】(1)(2)3g解析(1)当金属棒进入磁场B1区域后恰好做匀速运动，说明金属棒所受的安培力与重力大小相等、方向相反则F1B1I1LBI1Lmg又I1联立得：v(2)金属棒刚进入磁场B2区域时，由楞次定律判断知所受的安培力方向竖直向上，大小为：F2B2I2L2BL把(1)问求得的v代入，可得F24mg根据牛顿第二定律得：F2mgma解得：a3g.3、形状如图2所示的光滑导轨EF、GH等高平行放置，E、G间宽度为F、H间宽度的2倍，虚线右侧导轨水平且处于竖直向上的匀强磁场中ab金属棒的质量为2m、cd金属棒的质量为m，现让ab从离水平轨道h高处静止下滑，设两种不同间距的导轨都足够长求：图2(1)ab、cd棒的最终速度大小；(2)全过程中产生的焦耳热【参考答案】(1)vabvcd(2)mgh解析(1)ab由静止下滑，机械能守恒：2mgh2mv2，得v由于ab、cd串联在同一电路中，任何时刻通过ab、cd的电流总相等，金属棒有效长度关系为Lab2Lcd故它们所受的安培力关系为Fab2Fcd在安培力作用下，ab、cd各做变速运动，产生的感应电动势方向相反，当EabEcd时，电路中感应电流为零，ab、cd所受安培力为零，ab、cd运动趋于稳定，此时有BLabvabBLcdvcd，得vabvcdab、cd受安培力作用，动量均发生变化，由动量定理得：Fabt2m(vvab)Fcdtmvcd联立以上各式解得：vab，vcd(2)根据系统的总能量守恒可得：Q2mgh2mvmvmgh.