(2计算+1选考)(建议用时:30分钟)一、计算题(共32分)24.(2019·云南昆明调研)(12分)如图所示,平面直角坐标系xOy,O为坐标原点,OMN是圆心角为90°的扇形区域,O为圆心.一带正电的粒子以某一初速度沿y轴正方向从O点射出,经过时间t到达M点;现在该区域内加上一个垂直坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,粒子从O点以相同的初速度射入磁场,经过一段时间从圆弧MN上的P点射出,已知粒子通过P点时速度偏离入射方向60°,不考虑带电粒子的重力.求:(1)带电粒子的比荷;(2)带电粒子在磁场中运动的时间.解析(1)不加磁场时,粒子做匀速直线运动,由题意可得OM=vt,加磁场后,粒子做圆周运动,运动轨迹如图所示,设运动半径为R,由牛顿运动定律有qvB=,由几何关系可得R=OM,联立上述各式解得=
(2)加磁场后,粒子做圆周运动的周期为T=,由几何关系可知,粒子转过的角度为60°,则带电粒子在磁场中的运动时间为Δt=T,联立各式解得Δt=
答案(1)(2)25.(2019·广东深圳高中六月模拟)(20分)如图所示,质量为m3=2kg的滑道静止在光滑的水平面上,滑道的AB部分是半径为R=0
3m的四分之一圆弧,圆弧底部与滑道水平部分相切,滑道水平部分右端固定一个轻质弹簧.滑道CD部分粗糙,其他部分均光滑.质量为m2=3kg的物体2(可视为质点)放在滑道的B点,现让质量为m1=1kg的物体1(可视为质点)自A点由静止释放.两物体在滑道上的C点相碰后粘在一起(g=10m/s2).(1)求物体1从释放到与物体2相碰的过程中,滑道向左运动的距离;(2)若CD=0
2m,两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ=0
15,求在整个运动过程中,弹簧具有的最大弹性势能;(3)在(2)的条件下,物体1、2最终停在何处
解析(1)物体1从释放到与物体2碰撞的过程中,物体1和滑道组成