高考物理二轮复习 第二部分 三、“三法”突破计算题 计算题专项练2.doc

计算题专项练(二)24.(13分)(2018河南郑州三模)如图甲所示,圆盒为电子发射器,m处是电子出射口。其正视截面如图乙所示,d为绝缘外壳,整个装置处于真空中,半径为r的金属圆柱a可沿半径向外均匀发射速率为v的低能电子;与a同轴放置的金属网c的半径为3r。不需要电子射出时,可用磁场将电子封闭在金属网以内;若需要低能电子射出时,可撤去磁场,让电子直接射出;若需要高能电子,撤去磁场,并在a、c间加一径向电场,使其加速后射出。不考虑a、c的静电感应电荷对电子的作用和电子之间的相互作用,忽略电子的重力和相对论效应,已知电子质量为m,电荷量为e。(1)若需要速度为2v的电子通过金属网c发射出来,在a、c间所加电压u是多大?(2)若a、c间不加电压,要使由a发射的电子不从金属网c射出,可在金属网内环形区域加垂直于圆盒平面向里的匀强磁场,求所加磁场磁感应强度b的最小值。25.(19分)(2018河南郑州三模)如图所示,长木板b质量为m2=1.0 kg,静止在粗糙的水平地面上,长木板左侧区域光滑。质量为m3=1.0 kg、可视为质点的物块c放在长木板的最右端。质量m1=0.5 kg的物块a,以速度v0=9 m/s与长木板发生正碰(时间极短),之后b、c发生相对运动。已知物块c与长木板间的动摩擦因数1=0.1,长木板与地面间的动摩擦因数为2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个过程物块c始终在长木板上,g取10 m/s2。(1)若a、b相撞后粘在一起,求碰撞过程损失的机械能。(2)若a、b发生弹性碰撞,求整个过程物块c和长木板的相对位移。计算题专项练(二)24.答案 (1)3mv22e(2)3mv4er解析 (1)电子经ac间的电场加速时,由动能定理得eu=12m(2v)2-12mv2所需加速电压为u=3mv22e。(2)电子在ac间磁场中做匀速圆周运动,其轨迹圆与金属网相切时,磁感应强度b有最小值。设此轨迹圆的半径为r,则bev=mv2r由几何关系得(3r-r)2=r2+r2解得r=43r最小磁感应强度为b=3mv4er25.答案 (1)13.5 j(2)2.67 m解析 (1)若a、b相撞后粘在一起,由动量守恒定律得m1v0=(m1+m2)v由能量守恒定律得e=12m1v02-12(m1+m2)v2解得损失的机械能e=m1m2v022(m1+m2)=13.5 j(2)a、b发生完全弹性碰撞,由动量守恒定律得m1v0=m1v1+m2v2由机械能守恒定律得12m1v02=12m1v12+12m2v22联立解得v1=m1-m2m1+m2v0=-3 m/sv2=2m1m1+m2v0=6 m/s之后b减速运动,c加速运动,b、c达到共同速度之前,由牛顿运动定律对长木板:-2(m2+m3)g-1m3g=m2a1对物块c:1m3g=m3a2设达到共同速度过程经历的时间为tv2+a1t=a2t这一过程的相对位移为x1=v2t+12a1t2-12a2t2=3 mb、c达到共同速度之后,因12,二者各自减速至停下,由牛顿运动定律对长木板:-2(m2+m3)g+1m3g=m2a3对物块c:-1m3g=m3a4这一过程的