高考物理计算题七月周演题三含解析.doc

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1、1 / 5【2019【2019 最新最新】精选高考物理计算题七月周演题三含解析精选高考物理计算题七月周演题三含解析李仕才1、(2018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

2、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 2 R2 / 5v1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 qv2

3、B2mv2 2 2Rv2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 qv2B

4、4m3 / 5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：B2BB214 192、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

5、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 I1BLv R联立得：vmgR B2L2(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：F2B2I2L2BL4B2L2v R4 / 5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

6、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)vab vcd2gh2 3(2)mgh解析 (1)ab 由静止下滑，机械能守恒：2mgh2mv2，得 v2gh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，vcd2gh2 35 / 5(2)根据系统的总能量守恒可得：Q2mgh2mvmvmgh.