第二部分 专项练 解答题——规范、抢分练(1)（Word版）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（老教材）

解答题——规范、抢分练(1) 24．(2021·山东济南高三二模)如图，两竖直虚线间的距离为L，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域左方的A点将质量为m、电荷量为q的带电小球以初速度v0＝沿平行于电场的方向抛出。已知抛出点到电场左边界的距离为2L，小球到达电场右边界时速度方向恰好变为竖直向下。不计空气阻力，重力加速度大小为g。 (1)求小球进入电场时的速度大小； (2)求小球到达电场右边界时的位置到抛出点的距离； (3)在匀强电场区域再施加一个匀强磁场，使小球进入此区域后能够沿直线运动，求所加磁场的方向以及磁感应强度的大小。 答案：(1)2　(2)5L　(3)垂直于纸面向外　 解析：(1)设小球抛出后经时间t1恰好进入电场，则根据平抛运动规律有： 2L＝v0t1① 根据速度的合成可知小球进入电场时的速度大小为： v＝② 联立①②解得：v＝2。③ (2)设小球进入电场后经时间t2到达电场右边界，根据运动学公式有：L＝t2④ 小球从抛出到到达电场右边界的过程中下落的高度为： h＝g(t1＋t2)2⑤ 由几何关系可知，小球到达电场右边界时的位置到抛出点的距离为：s＝ ⑥ 联立①④⑤⑥式解得：s＝5L。⑦ (3)由前面分析可知小球带负电，小球在电场、磁场和重力场的复合场中做匀速直线运动，小球所受重力和电场力的合力方向斜向左下，根据平衡条件可知小球所受洛伦兹力的方向一定斜向右上，又因为小球进入复合场时的速度方向斜向右下，根据左手定则可知匀强磁场的方向为垂直于纸面向外； 设小球刚进入复合场时速度方向与水平方向的夹角为α，有： tan α＝⑧ 根据平衡条件有：mg tan α＝qE⑨ qvB＝⑩ 联立①③⑧⑨⑩解得磁感应强度的大小为：B＝ 。 25．(2021·浙江1月选考)如图所示，竖直平面内由倾角α＝60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心O2的连线，以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ＝30°，G点与竖直墙面的距离d＝R。现将质量为m的小球从斜面的某高度h处由静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻力。 (1)若小球释放处的高度h＝h0，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度大小vC及在此过程中所受合力的冲量的大小和方向； (2)求小球在圆管内与圆心O1点等高的D点所受弹力FN与h的关系式； (3)若小球释放后能从原路返回到出发点，高度h应该满足什么条件？ 答案：(1)　I＝m　水平向左 (2)FN＝2mg(－1)(h≥R)　(3)h≤R或h＝R 解析：(1)由机械能守恒有：mgh0＝mv 解得vC＝ 由动量定理有：I＝mvC＝m，方向水平向左。 (2) 由机械能守恒有：mg(h－R)＝mv 由牛顿第二定律有：FN＝ 解得：FN＝2mg(－1) 所以满足的条件为：h≥R。 (3)第1种情况：不滑离轨道原路返回，条件是h≤R 第2种情况：与墙面垂直碰撞后原路返回，在进入G之前是平抛运动，有：vxt＝vx 其中vx＝vG sin θ，vy＝vG cos θ， 则有：vG sin θ＝d 解得：vG＝2 由机械能守恒有：mg(h－R)＝mv 所以h满足的条件为：h＝R。 学科网（北京）股份有限公司 $