2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 全真精準(zhǔn)模擬 第07周 第三練（大題特訓(xùn)）（含解析）

第七周 第三練24（14分）如圖所示兩小滑塊分別靜止在平臺(tái)的兩端，間距x=6.25m，質(zhì)量分別為m1=1kg、m2=2kg水平面上依次排放兩塊完全相同的木板A、B，其長度均為L=2.5m，質(zhì)量均為M=1kg，木板上表面與平臺(tái)等高滑塊與平臺(tái)間、木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為1=0.2，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為2，現(xiàn)給滑塊m1一水平向右的初速度v0=13m/s，一段時(shí)間后與m2發(fā)生彈性碰撞最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，g取10m/s2求：(1)碰前滑塊m1的速度大小及碰后滑塊m2的速度大小(2)若滑塊m2滑上木板A時(shí)，木板不動(dòng)而滑上木板B時(shí)，木板B開始滑動(dòng)，則2應(yīng)滿足什么條件(3)若2=08求木板B的位移大小【答案】（1）v=8m/s；（2）0.3<20.4；（3）sB=17354m【解析】【詳解】對(duì)，減速x過程：-1m1gx=12mv'02-12m1v02解得：v'0=12m/s對(duì)m1、m2，碰撞過程，動(dòng)量守恒：m1v'0=m1v0+m2v動(dòng)能守恒：12mv'02=12mv02+12m2v2聯(lián)立解得：v=8m/s（2）對(duì)AB整體，A不動(dòng)，應(yīng)滿足：2m2g1(m2+2M)g對(duì)B，B滑動(dòng)：應(yīng)滿足：2m2g1(m2+M)g解得：0.3<20.4（3）m2在A上滑動(dòng)過程，對(duì)m2：2m2g=m2a2v2=v-ats2=vt1-12a2t12對(duì)AB：2m2g-1(m2+2M)g=2Ma1v1=a1t1s1=12a1t12聯(lián)立解得：a1=4m/s2，a2=8m/s2，v1=2m/s，v2=4m/s，s1=0.5m，s2=3m滑塊m2沖上長木板B后，假設(shè)滑塊m2沖上長木板B后二者能達(dá)到共同速度，對(duì)于m2:v共=v2-a2t2s2=v2+v共2t2對(duì)B：2m2g-1(m2+M)g=Ma3v共=v1-a3t2s3=v3+v共2t2s2-s3=19m<L所以假設(shè)成立。又因?yàn)?>1，所以滑塊m2與長木板B達(dá)到共同速度后，二者將以共同加速度1g減速到零，則：s共=v共221gsB=s1+s2+s共解得：sB=17354m25（18分）如圖所示，x軸正方向有以(0，0.10m)為圓心、半徑為r=0.10m的圓形磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0×10-3T，方向垂直紙面向里。PQ為足夠大的熒光屏，在MN和PQ之間有方向豎直向下、寬度為2r的勻強(qiáng)電場(MN與磁場的右邊界相切)。粒子源中有帶正電的粒子不斷地由靜止電壓U=800V的加速電場加速。粒子經(jīng)加速后，沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場區(qū)域，再經(jīng)電場作用恰好能垂直打在熒光屏PQ上，粒子重力不計(jì)。粒子的比荷為qm=1.0×1010C/kg，tan2=2tan1-tan2。求：(1)粒子離開磁場時(shí)速度方向與x軸正方向夾角的正切值。(2)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小。(3)將粒子源和加速電場整體向下平移一段距離d(d<r)，粒子沿平行于x軸方向進(jìn)入磁場且在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長。求粒子在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間(計(jì)算時(shí)取3)。【答案】（1）tan=43（2）E=3.84×103N/C（3）1.5×10-7s【解析】【詳解】(1)帶電粒子在電場中加速，由動(dòng)能定理可得:qU=12mv02，解得：v0=4×106m/s進(jìn)入磁場后做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力qv0B=mv02R聯(lián)立解得R=1B2mUq，R=0.2m；設(shè)速度偏離原來方向的夾角為，由幾何關(guān)系可得tan2=rR=12，故tan=43(2)豎直方向v0sin=at，水平方向2r=v0cost，a=Eqm，解得:E=3.84×103N/C(3)粒子從C點(diǎn)入射，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最大弧弦長CD=2r=0.2m，該粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，由幾何關(guān)系可得偏向角為sin2=rR，解得:=60°；在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1=R3v0，得：t1=6×10-7s=5×10-8s在電場中，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，t2=2rv0cos60°=1×10-7s則：t=t1+t2=1.5×10-7s4