2020高考物理刷题增分：计算题仿真2018Ⅱ卷高考模拟演练含解析 3页

计算题仿真2018·Ⅱ卷高考模拟演练 ‎24．(2019·河南开封第三次模拟)如图所示，水平光滑细杆上P点套一轻质小环，小环通过长L＝‎0.5 m的轻绳悬挂一质量不计的夹子，夹子内夹有质量m＝‎0.5 kg的物块，物块两竖直侧面与夹子间的最大静摩擦力均为Ffm＝3 N。现对物块施加F＝5 N的水平恒力作用，物块和小环一起沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，小环碰到杆上的钉子Q时立即停止运动，物块恰要相对夹子滑动，与此同时撤去外力，一质量为‎0.1 kg的直杆以‎1 m/s的速度沿水平方向相向插入夹子将夹子与物块锁定(此过程时间极短)。物块可看成质点，重力加速度g＝‎10 m/s2。求：‎ ‎(1)物块做匀加速运动的加速度大小a；‎ ‎(2)P、Q两点间的距离s；‎ ‎(3)物块向右摆动的最大高度h。‎ 解析　(1)以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：‎ F＝ma，得：a＝‎10 m/s2。‎ ‎(2)环到达Q，物块刚达到最大静摩擦力，由牛顿第二定律得：‎ ‎2Ffm－mg＝ 根据动能定理有Fs＝mv2，联立得s＝0.05 m。‎ ‎(3)直杆插入夹子时，直杆与物块水平方向动量守恒，取向右为正方向，‎ mv－m0v0＝(m＋m0)v共 由动能定理得：－(m＋m0)gh＝0－(m＋m0)v 联立得h≈0.022 m。‎ 答案　(1)10 m/s2　(2)0.05 m　(3)0.022 m ‎25．如图所示，真空中有一平面直角坐标系xOy，第一象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场，第二象限内有平行于x轴的水平匀强电场。质量为m，电荷量为q的质子(重力不计)从x轴上的A点以速度v沿y轴正方向运动，质子将经过y轴上距坐标原点距离为L的B点，速度方向与y轴正方向成60°角，最终质子经过x轴上的C点(图中未画出)垂直于x轴射出磁场。求：‎ 3‎ ‎(1)匀强电场的电场强度；‎ ‎(2)磁感应强度的大小及AC间的距离；‎ ‎(3)质子从A点出发运动到距x轴的距离为L位置需要的时间。‎ 解析　(1)质子从A运动到B的时间：t＝，a＝ 到B点时沿电场方向的速度 vx＝vtan60°＝v，vx＝at 解得：E＝，方向沿x轴正方向。‎ ‎(2)过B作速度的垂线交x轴于D点，D即为圆心；‎ 由几何知识可得：质子做匀速圆周运动的半径R＝＝L 质子在磁场中的速度为2v 根据2vBq＝，得B＝ AO＝at2＝L，OD＝Ltan30°＝L，DC＝R＝ 所以：AC＝AO＋OD＋DC＝。‎ ‎(3)质子第一次离x轴L时在电场中偏转 从A出发的可能时间：t1＝＝ 质子第二次离轴L时在磁场中运动了四分之一圆周，运动时间为T/4，‎ 质子在磁场中的运动周期T＝＝ 故从A出发的可能时间：t2＝t＋T＝ 质子第三次离轴L 3‎ 时在第四象限匀速飞出时，质子在磁场中偏转三分之一周，运动时间为T/3‎ 故从A出发的可能时间：t3＝t＋T＋＝ 所以质子从A点出发运动到距x轴的距离为L的可能时间为：，，。‎ 答案　(1)　(2)　　(3)，， 3‎