2018年(全国Ⅰ卷)计算题考点排查练题号2425考点动量和能量观点的综合应用带电粒子在复合场中的运动24.(2018·山西省重点中学协作体期末)如图1所示,在水平面上依次放置小物块A和C以及曲面劈B,其中A与C的质量相等均为m,曲面劈B的质量M=3m,劈B的曲面下端与水平面相切,且劈B足够高,各接触面均光滑.现让小物块C以水平速度v0向右运动,与A发生碰撞,碰撞后两个小物块粘在一起又滑上劈B
求:图1(1)碰撞过程中系统损失的机械能;(2)碰后物块A与C在曲面劈B上能够达到的最大高度.答案(1)mv02(2)解析(1)小物块C与A发生碰撞粘在一起,取向右为正方向,由动量守恒定律得:mv0=2mv解得v=v0;碰撞过程中系统损失的机械能为E损=mv02-(2m)v2解得E损=mv02
(2)当A与C上升到最大高度时,A、B、C系统的速度相等;水平方向上动量守恒,取向右为正方向,根据动量守恒定律得mv0=(m+m+3m)v1解得v1=v0A、C粘在一起上滑至最大高度,由能量守恒定律得2mgh=×2m(v0)2-×5m×(v0)2解得h=25.(2018·安徽省A10联盟最后一卷)如图2所示,在xOy坐标系的第一、二、三象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在第四象限内存在沿x轴负方向的匀强电场.质量为m、电荷量为+q的带电粒子以初速度v从原点O沿y轴正方向射入匀强磁场,经过时间t进入匀强电场,在电场中运动一段时间后离开电场,粒子再次进入匀强磁场后恰好能直接回到原点O
不计粒子重力,求:图2(1)磁场的磁感应强度B;(2)粒子第一次在电场中运动的时间t1;(3)粒子第n次离开电场时距原点的距离sn
答案(1)(2)(3)(n=1,2,3,…)解析(1)设粒子在第一象限做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,则:qvB=m,T=,t=解得:B=(2)设粒子第一次离开电场时的速度为v1,方