高考物理計算題七月周演題四含解析

1、2019高考物理計算題（七月）周演題（四）李仕才1、如圖1所示，在水平放置的足夠大的熒光屏上方存在著磁感應強度大小為b的勻強磁場，方向平行于水平面且與邊mn垂直某時刻從與該平面相距為h的s點(s在平面上的投影位置為o)向垂直磁場的平面內的各個方向同時發(fā)射大量相同的帶正電的粒子，粒子質量均為m，電荷量均為q，速度大小均為v，方向均在同一豎直平面內觀察發(fā)現(xiàn)，熒光屏上有一條直線發(fā)光，其余位置均不發(fā)光，且某些位置只有一次發(fā)光，某些位置有兩次發(fā)光，試求：(粒子重力不計)圖1(1)熒光屏發(fā)光區(qū)域的長度l；(2)熒光屏上一次發(fā)光的區(qū)域長度l1與兩次發(fā)光的區(qū)域長度l2之比【參考答案】(1)h(2)解析(1)帶

2、電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，則f洛bvq由題意可知：v，代入上式，可得r帶電粒子能夠到達熒光屏左右兩邊的最遠距離oe、of分別為x1、x2，其軌跡示意圖如圖甲由幾何關系得：(hr)2xr2，h2x(2r)2，將式代入可得：x1h、x2h，即圖中ef為發(fā)光區(qū)域，其長度：lx1x2h(2)畫出帶電粒子在磁場中運動的軌跡圓c1、c2，其中c2剛好與熒光屏相切，如圖乙所示，可知熒光屏上eg區(qū)域有一次發(fā)光，gf區(qū)域有兩次發(fā)光，由對稱性可知og的長度：x3h熒光屏上eg區(qū)域一次發(fā)光長度l1與gf區(qū)域兩次發(fā)光長度l2的比值為2、如圖2所示，半徑r0.2 m的圓形金屬導軌固定在水平面上，一根長為r的金屬

3、棒一端與導軌接觸良好，另一端固定在圓心處的導電轉軸上在金屬導軌區(qū)域內存在垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度b2 t一對長l0.2 m的金屬板a、b水平放置，兩板間距d0.1 m從導軌引出導線與上板連接，通過電刷從轉軸引出導線與下板連接有一質量m1.0×105 kg，電荷量q5.0×106 c的帶負電微粒，以v02 m/s的速度從兩板正中間水平射入，g取10 m/s2.求：圖2(1)金屬棒轉動的角速度為多大時，微粒能做勻速直線運動；(2)金屬棒轉動的角速度至少多大時，微粒會碰到上極板a.【參考答案】(1)50 rad/s(2)100 rad/s解析(1)根據(jù)法拉第電磁感

4、應定律可得ubr2根據(jù)平衡條件可得mgqe因為e所以mgqbr2解得50 rad/s(2)微粒恰好碰到上極板a邊緣時，微粒向上的加速度大小由a()2解得a10 m/s2由牛頓第二定律得：br2mgma解得100 rad/s.3、如圖3所示，水平地面上方mn邊界左側存在垂直紙面向里的勻強磁場和沿豎直方向的勻強電場(圖中未畫出)，磁感應強度b1.0 t，mn邊界右側離地面h0.45 m處有光滑絕緣平臺，右邊有一帶正電的a球，質量ma0.1 kg、電荷量q0.1 c，以初速度v00.9 m/s水平向左運動，與大小相同但質量為mb0.05 kg靜止于平臺左邊緣的不帶電的絕緣球b發(fā)生彈性正碰，碰后a球恰

5、好做勻速圓周運動，兩球均視為質點，g取10 m/s2.(結果均保留兩位有效數(shù)字)求：圖3(1)電場強度的大小和方向；(2)碰后兩球分別在電磁場中運動的時間；(3)碰后兩球落地點相距多遠【參考答案】(1)10 n/c，方向豎直向上(2)2.1 s0.30 s(3)0.10 m解析(1)a球碰后在疊加場中做勻速圓周運動，滿足magqe可得e10 n/c電場力方向豎直向上，a球帶正電，則電場強度方向豎直向上(2)a球與b球發(fā)生彈性正碰，以v0的方向為正方向，由動量守恒定律得mav0mavambvb由能量守恒定律得mavmavmbv解得：va0.30 m/svb1.2 m/s對a球，洛倫茲力提供向心力qbvama可得r0.30 m設a球落地點與圓心的連線和地面夾角為，由幾何關系有hrrsin ，可得故a球在電磁場中運動的時間tat，t代入得ta s2.1 sb球不帶電，碰撞后做平拋運動，豎直方向有hgt代入得：tb0.30 s(3)對a球，xarcos 0.26 m對b球，xbvbtb0.36 m故兩球相距：xxbxa0.10 m.6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756ed