2022高考物理 刷題增分：計算題仿真2022Ⅲ卷高考模擬演練（含解析）3

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1、 計算題仿真2021·Ⅲ卷高考模擬演練 24．(2021·衡水及全國大聯(lián)考)如圖，平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，x<0、y>0區(qū)域存在沿x軸正方向的勻強電場E，x>0區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B＝0.2 T。一比荷＝5×108 C/kg的粒子，從點P(－6 cm,0)進(jìn)入電場，初速度v0＝8×106 m/s，方向沿y軸正方向，一段時間后經(jīng)點Q(0,16 cm)進(jìn)入磁場。粒子重力不計，求 (1)勻強電場的電場強度E； (2)粒子第一次回到電場時的位置坐標(biāo)。 解析　(1)粒子由P到Q做類平拋運動，設(shè)運動時間為t，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q， 沿y軸方向粒子做勻速直線運動

2、 y＝v0t 沿x軸正方向粒子做勻加速直線運動 x＝··t2 解得E＝6×105 N/C。 (2)如下列圖，設(shè)進(jìn)入磁場時速度為v，方向與y軸夾角為θ，在磁場中做圓周運動的圓心為O1， 洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得 qvB＝m 那么圓周運動半徑r＝ 設(shè)粒子第一次從y軸回到電場時的坐標(biāo)為y1，根據(jù)幾何關(guān)系 y－y1＝2rsinθ 在電場，電場力對粒子做正功 qEx＝mv2－mv v0＝vcosθ 解得y1＝4 cm 那么粒子第一次回到電場時的位置坐標(biāo)為(0,4 cm)。 答案　(1)6×105 N/C　(2)(0,4 cm) 25．(2021·福建南平第

3、一次質(zhì)檢)如下列圖，質(zhì)量均為m＝4 kg的兩個小物塊A、B(均可視為質(zhì)點)放置在水平地面上，豎直平面內(nèi)半徑R＝0.4 m的光滑半圓形軌道與水平地面相切于C，彈簧左端固定。移動物塊A壓縮彈簧到某一位置(彈簧在彈性限度內(nèi))，由靜止釋放物塊A，物塊A離開彈簧后與物塊B碰撞并粘在一起以共同速度v＝5 m/s向右運動，運動過程中經(jīng)過一段長為s，動摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面后，沖上圓軌道，除s段外的其它水平面摩擦力不計。求：(g取10 m/s2) (1)假設(shè)s＝1 m，兩物塊剛過C點時對軌道的壓力大?。? (2)剛釋放物塊A時，彈簧的彈性勢能； (3)假設(shè)兩物塊能沖上圓形軌道，且不脫離圓形軌道，s

4、應(yīng)滿足什么條件。 解析　(1)設(shè)物塊經(jīng)過C點時速度為vC，物塊受到軌道支持力為FNC 由功能關(guān)系得：×2mv2－2μmgs＝×2mv 又FNC－2mg＝2m 代入解得：FNC＝500 N 由牛頓第三定律知，物塊對軌道壓力大小也為500 N。 (2)設(shè)A與B碰撞前A的速度為v0，以向右為正方向，由動量守恒得mv0＝2mv，解得v0＝10 m/s 那么Ep＝Ek＝mv＝200 J。 (3)物塊不脫離軌道有兩種情況 ①能過軌道最高點，設(shè)物塊經(jīng)過半圓形軌道最高點最小速度為v1，那么2mg＝ 得v1＝＝2 m/s 物塊從碰撞后到經(jīng)過最高點過程中，由功能關(guān)系有×2mv2－2μmgs－4mgR≥×2mv 代入解得s滿足條件s≤1.25 m ②物塊上滑最大高度不超過圓弧 設(shè)物塊剛好到達(dá)圓弧處速度為v2＝0 物塊從碰撞后到最高點，由功能關(guān)系有×2mv2－2μmgs≤2mgR 同時依題意，物塊能滑出粗糙水平面，由功能關(guān)系×2mv2>2μmgs 代入解得s滿足條件4.25 m≤s<6.25 m。 答案　(1)500 N　(2)200 J (3)s≤1.25 m或4.25 m≤s<6.25 m 3