高考物理計(jì)算題七月周演題三含解析

1、2019高考物理計(jì)算題（七月）周演題（三）李仕才1、(2018·臺州市高三期末)如圖9所示，半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域與x軸相切于坐標(biāo)系的原點(diǎn)o，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b1，方向垂直于紙面向外，磁場區(qū)域右側(cè)有一長方體加速管，加速管底面寬度為2r，軸線與x軸平行且過磁場區(qū)域的圓心，左側(cè)的電勢比右側(cè)高在加速管出口正下方距離d點(diǎn)為r處放置一寬度為d3r的熒光屏ef，熒光屏與豎直方向成60°角，加速管右側(cè)存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b2.在o點(diǎn)處有一個(gè)粒子源，能沿紙面向y0的各個(gè)方向均勻地發(fā)射大量質(zhì)量為m、帶電荷量為q且速率相同的粒子，其中沿y軸正方向射入磁場的粒子，恰

2、能沿軸線o2o3進(jìn)入長方體加速管并垂直打在熒光屏上(不計(jì)粒子重力及其相互作用)圖9(1)求粒子剛進(jìn)入加速管時(shí)的速度v1的大小和加速電壓u；(2)求熒光屏上被粒子打中的區(qū)域長度l；(3)若要讓從加速管bo3區(qū)域出來的粒子全部打中熒光屏，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足什么條件？【參考答案】見解析解析(1)粒子在磁場中的運(yùn)動半徑為r，由向心力公式可得qv1b1mv1因粒子垂直打在熒光屏上，由題意可知，在磁場中的運(yùn)動半徑為2r，由向心力公式可得qv2b2mv2粒子在加速管中做加速運(yùn)動，由動能定理得qumvmv由式得加速管所加的電壓u(2)從b點(diǎn)穿出的粒子打在離e點(diǎn)最近的屏上，如圖所示由幾何關(guān)系得(x1c

3、os r)2(x1sin )2(2r)2x1r從d點(diǎn)穿出的粒子打在離e點(diǎn)最遠(yuǎn)的屏上，如圖所示由幾何關(guān)系得(x2cos r)2(x2sin )2(2r)2x2r粒子打中的區(qū)域長度lx2x1r(3)從o3點(diǎn)穿出的粒子恰好打在f點(diǎn)時(shí)，有幾何關(guān)系(dcos 2rr3)2(dsin )2r得r3r由向心力公式有qv2b3m由式得b3b2從b點(diǎn)穿出的粒子恰好打在e點(diǎn)時(shí)，有r4r由向心力公式有qv2b4m由式得b4b2從bo3區(qū)域穿出的粒子全部打在屏上磁感應(yīng)強(qiáng)度大小滿足的條件是：b2bb22、如圖1所示，光滑的“”形金屬導(dǎo)體框豎直放置，除圖中已標(biāo)阻值為r的電阻外，其余電阻不計(jì)質(zhì)量為m的金屬棒mn與框架接觸良

4、好在區(qū)域abcd和cdef內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為b1b、b22b的有界勻強(qiáng)磁場，方向均垂直于框架平面向里，兩豎直導(dǎo)軌ae與bf間距為l.現(xiàn)從圖示位置由靜止釋放金屬棒mn，當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場b1區(qū)域后恰好做勻速運(yùn)動，重力加速度為g.不計(jì)空氣阻力，求：圖1(1)金屬棒進(jìn)入磁場b1區(qū)域后的速度大??；(2)金屬棒剛進(jìn)入磁場b2區(qū)域時(shí)的加速度大小【參考答案】(1)(2)3g解析(1)當(dāng)金屬棒進(jìn)入磁場b1區(qū)域后恰好做勻速運(yùn)動，說明金屬棒所受的安培力與重力大小相等、方向相反則f1b1i1lbi1lmg又i1聯(lián)立得：v(2)金屬棒剛進(jìn)入磁場b2區(qū)域時(shí)，由楞次定律判斷知所受的安培力方向豎直向上，大小為：f2

5、b2i2l2bl把(1)問求得的v代入，可得f24mg根據(jù)牛頓第二定律得：f2mgma解得：a3g.3、形狀如圖2所示的光滑導(dǎo)軌ef、gh等高平行放置，e、g間寬度為f、h間寬度的2倍，虛線右側(cè)導(dǎo)軌水平且處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中ab金屬棒的質(zhì)量為2m、cd金屬棒的質(zhì)量為m，現(xiàn)讓ab從離水平軌道h高處靜止下滑，設(shè)兩種不同間距的導(dǎo)軌都足夠長求：圖2(1)ab、cd棒的最終速度大??；(2)全過程中產(chǎn)生的焦耳熱【參考答案】(1)vabvcd(2)mgh解析(1)ab由靜止下滑，機(jī)械能守恒：2mgh×2mv2，得v由于ab、cd串聯(lián)在同一電路中，任何時(shí)刻通過ab、cd的電流總相等，金屬棒有效長

6、度關(guān)系為lab2lcd故它們所受的安培力關(guān)系為fab2fcd在安培力作用下，ab、cd各做變速運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向相反，當(dāng)eabecd時(shí)，電路中感應(yīng)電流為零，ab、cd所受安培力為零，ab、cd運(yùn)動趨于穩(wěn)定，此時(shí)有blabvabblcdvcd，得vabvcdab、cd受安培力作用，動量均發(fā)生變化，由動量定理得：fabt2m(vvab)fcdtmvcd聯(lián)立以上各式解得：vab，vcd(2)根據(jù)系統(tǒng)的總能量守恒可得：q2mgh×2mvmvmgh.6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4435f375