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高考物理三轮冲刺 题型练辑 计算题规范练(三)(含解析)-人教版高三全册物理试题VIP免费

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计算题规范练(三)24.(2019·山东烟台、菏泽市5月模拟)如图1所示为一台利用可折叠光屏制成的质谱仪原理图,可折叠光屏MN可以绕垂直于纸面且过P点的轴转动,使光屏MP、PN两部分互相垂直.现有电荷量相同、质量不同的离子由静止开始经过电压为U0的电场加速后,通过狭缝O垂直磁场边界aa′进入垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,最后离子打在光屏上,已知光屏MP部分在aa′上,OM=L,MP=L,PN=L.图1(1)求打在光屏M、P两点的离子质量之比.(2)若离子打在光屏上N点,求该离子在磁场中运动的时间.答案(1)1∶4(2)解析(1)离子在加速电场中运动,qU0=mv2离子在磁场中做匀速圆周运动,qvB=m得:m=打在光屏M、P两点的离子,在磁场中运动的半径分别为RM=L;RP=L则打在光屏M、P两点离子的质量之比mM∶mP=1∶4(2)若离子打在光屏上N点,由几何知识得:(2L-r)2+(L)2=r2解得r=Lsinα===α=60°T=离子打在光屏上N点,该离子在磁场中运动的时间:t=T=.25.(2019·山东烟台、菏泽市5月模拟)如图2所示,一粗糙的水平平台左端固定一轻质弹簧,在平台最右端并排静止放置可视为质点的两个小物块A和B,质量mA=0.2kg,mB=0.4kg,A、B间夹有少量炸药.在平台右侧紧挨着平台的水平地面上静止放置一质量为mC=0.2kg的木板C,木板C的上表面与平台在同一水平面上,其高度h=0.2m,长度L=1m,物块B与木板C上表面、地面与木板C下表面间的动摩擦因数分别为μ1=0.4,μ2=0.1.某时刻炸药爆炸,A、B分别沿水平方向运动,物块A压缩弹簧后被弹回并恰好停在爆炸前的位置,且弹簧被压缩过程中的最大弹性势能为Ep=4.05J;物块B最终落到地面上.取重力加速度g=10m/s2.求:图2(1)物块B从木板C上表面飞出至落到地面上所经历的时间;(2)爆炸后瞬间,物块B的速度大小;(3)物块B刚落到地面时与木板C右端的水平距离.答案(1)0.2s(2)4.5m/s(3)0.32m解析(1)物块B从木板C上表面飞出做平抛运动由h=gt得:t0==0.2s(2)设爆炸后瞬间,物块A的速度大小为vA,物块B的速度大小为vB,物块A向左运动的最大距离为s,物块A与水平平台间的动摩擦因数为μ.由功能关系可知-μmAg·2s=0-mAvμmAgs=Ep爆炸前、后,A、B系统动量守恒:mBvB-mAvA=0得:vA=9.0m/s,vB=4.5m/s(3)设B从C的左端滑到右端过程中,设C运动的距离为sC则此过程中:μ1mBg=mBaB得:aB=4m/s2sC+L=vBt-aBt2μ1mBg-μ2(mB+mC)g=mCaC得:aC=5m/s2sC=aCt2得:t=s或t=s(舍去)B从C的上表面水平抛出时,设B、C的速度分别为vB′、vCvB′=vB-aBtvC=aCtB从C的上表面水平抛出后:μ2mCg=mCaC′B从C的上表面水平抛出后,C速度减小到0所用时间:t′=>t0,由此可知B在平抛过程中C一直在做匀减速直线运动.则B从C的上表面水平抛出后,B、C在水平方向运动的距离xB=vB′t0xC=vCt0-aC′t物块B刚落到水平地面时与木板C右端的水平距离Δx=xB-xC=0.32m

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