高考物理综合大题特训第四套(解析版)

高考全真精准模拟理科综合之物理大题特训

第四套

24．（14分）

如图所示，直线PQ的左边为磁感应强度为B的匀强磁场，右边为电场强度为E的匀强电场。一带电量为q q 、质量为m的粒子从MN上的C点与MN成60o角的方向，以速度v射入匀强磁场，在磁场中发生(0)

偏转后从D点（图中未画出）垂直PQ进入匀强电场，最后到达MN上F点（图中未画出），假定粒子始终未射出电场和磁场，不计粒子重力，求：

（1）从C点到F点所用的时间；

（2）到达F点时的动能。

25．（18分）

如图所示，在粗糙地面上放置一质量为M =1kg 的长方体木板，右端固定一档板。木板左端静止放置质量为m 2=0.99kg 的物块，物块右端距档板的距离为7m 16

L =。木板与地面的动摩擦因数为μ2=0.2，物块与木板的动摩擦因数为μ1=0.6，现有质量为m 1=0.01kg 的子弹以v =400m/s 的速度水平打入物块，并停留在物块内，打击过程时间极短。假设物块与档板的碰撞为弹性碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g =10m/s 2。求：

(1)子弹打击后瞬间，物块获得的速度是多少？

(2)物块与档板碰撞前瞬间物块速度与木板速度分别是多少？

(3)物块和木板在碰撞后瞬间的速度各是多大？

参考答案

24.【答案】 （1）23m q B π? ?（2）21322Emv mv B + 【解析】

（1）粒子的运动轨迹如图所示，粒子圆周运动半径r 满足：

2

v qvB m r

= mv r qB

= 离子在磁场中运动的周期为： 22r m T v qB ππ=

= 根据轨迹知离子在磁场中做圆周运动的时间为：

112023603m t T qB

π??== 离子从D 运动到F 做类平抛运动，竖直方向做初速为零的匀加速直线运动，则：

221sin 302

r r at ?+= qE a m

= 解得：

2t =故离子从C D F →→的总时间为：

1223m t t t q B π?=+= ? （2）对粒子在电场中的运动过程，由动能定理有：

()

211sin 302KF qEr E mv ?+=- 解得：

21322KF Emv E mv B

=

+ 25.【答案】 (1)04m/s v =，(2)3.25m/s ，0.25m/s ；(3) 0.25m/s ，3.25m/s 。

【解析】

(1)子弹打击木块瞬间，子弹与木块组成的系统动量守恒得：

()1120m v m m v =+

得：

04m/s v =；

(2)子弹打击后瞬间木块获得较大速度，相对木板向右运动（假设木块与挡板碰撞前一直向右运动，规定向右为正方向），木块与子弹组成系统：

()()112121m m g m m a μ-+=+

得：

216m/s a =-

根据运动学公式：

210112

x v t a t =+，101v v a t =+ 木板静止开始运动：

()()1122122m m g m m M g Ma μμ+-++=

得：

22s 2m/a =

根据运动学公式：

22212

x a t =，22v a t = 碰撞时满足：

12x x L -=

联立得：

1s 8

t =或7s 8t =（与运动过程不符，舍去）， 将1s 8

t =分别代入得： 113m/s 3.25m/s 4v ==，21m/s 0.25m/s 4

v == 由上可见210v v <<，故假设木块与木板碰撞前木块相对木板一直向右运动成立；

(3)木块与挡板碰撞瞬间，时间极短，系统动量守恒；弹性碰撞，能量守恒：

()()12121212

m m v Mv m m v Mv ''++=++ ()()22221212121211112222

m m v Mv m m v Mv ''++=++ 质量相等的两物体弹性碰撞过程中彼此交换速度：

11m/s 0.25m/s 4v '==，213m/s 3.25m/s 4

v '==。