解答题——规范、抢分练(2)（Word练习）-【优化指导】2024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(2) 24．(2023·全国模拟预测)如图，光滑平台上的弹性滑块A以v0＝9 m/s的初速度向静止的弹性滑块B运动，A、B发生弹性碰撞，此后，B滑上静置于光滑水平面、上表面与平台等高的平板车C，整个运动过程B始终未滑离平板车C。已知滑块A、B的质量分别为mA＝1 kg、 mB＝2 kg，平板车的质量为mC＝2 kg，平板车右端到竖直墙整的距离L＝1 m，平板车与竖直墙壁碰撞过程没有机械能损失，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g＝10 m/s2。求： (1)滑块A、B分开瞬间，B的速度大小vB； (2)平板车C恰要与墙壁第一次碰撞时，B和C的速度大小vB1、vC1； (3)从滑块B滑上平板车C到C第一次返回平台右端，整个过程系统产生的热量Q。 答案：(1)6 m/s　(2)4 m/s　2 m/s　(3)32 J 解析：(1)滑块A、B碰撞过程，由动量守恒定律和能量关系可知 mAv0＝mAvA＋mBvB mAv＝mAv＋mBv 解得vB＝6 m/s。 (2)当B滑上平板车后做减速运动， 加速度大小aB＝μg＝2 m/s2 C做加速运动的加速度aC＝＝2 m/s2 当平板车C恰要与墙壁第一次碰撞时有L＝ aCt 解得t1＝1 s 此时B的速度vB1＝vB－aBt1＝4 m/s C的速度vC1＝aCt1＝2 m/s。 (3)C与墙壁碰后返回到平台右端时，有 L＝vC1t2－aCt 解得t2＝1 s 此时C的速度vC2＝vC1－aCt1＝0 C与墙壁碰后返回到平台右端时的速度恰为零；此时滑块B向右的速度为 vB2＝vB1－aBt2＝2 m/s 系统产生的热量Q＝mBv－mBv 解得Q＝32 J。 25．(2023·山东潍坊高三二模)如图甲所示，在O­xyz三维坐标系的空间内有平行z轴向上且交替变化的匀强电场、匀强磁场，电场、磁场随时间变化的规律分别如图乙、丙所示，t＝0时，一带正电的粒子以初速度v0从O点沿x轴正方向射入，在t＝时粒子恰经过点P(L、0、L)(图中未画出)。已知电场强度大小为E0，磁感应强度大小为，粒子重力不计，求： (1)粒子的荷质比； (2)粒子在t＝时的位置坐标； (3)粒子在t＝时的速度； (4)t＝(n为整数)时，粒子所处位置的z轴坐标值zn。 答案：(1)　(2)(L，－，3L)　(3)v0　(4) 解析：(1)粒子在0～时间内在xOz平面内做类平抛运动，在t1＝时刻经过P点，则 在x轴方向有：L＝v0t1 在z轴方向有：L＝at 且E0q＝ma 解得：＝。 (2)粒子经过P点时沿z轴方向的速度大小为vz，则 vz＝at1＝2v0 在磁场区域沿z轴方向粒子做匀速运动，在xOy平面内做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为R，则qBv0＝m 解得R＝故圆周运动的周期为：T＝＝ 粒子经时间t2＝沿z轴运动的距离为：z2＝v2t2＝2L 圆周运动转过的圆心角为：α＝×2π＝3π， 所以粒子在xOy平面内沿y轴方向运动的距离为：d＝2R＝ 粒子在时的位置坐标为(L，－，3L)。 (3)粒子再次在电场中运动，沿z轴的初速度为： vz＝2v0 沿x轴负方向的速度为：vx＝v0 在xOz平面内做类斜抛运动，沿坐标轴方向分解， 沿x轴负方向做匀速运动，则 L＝v0t3 沿z轴正方向做匀加速运动，则 vz′＝vz＋at3＝4v0 所以速度大小为：v＝＝v0 速度方向在xOz平面内与z轴正方向的夹角为θ，则 tan θ＝＝。 (4)粒子在有电场时，沿z轴做匀加速运动，第1、3、5……个单位时间内沿z轴方向前进位移为L、3L、5L……在有磁场存在时，沿z轴做匀速运动，第2、4、6……个单位时间内沿z轴方向前进位移分别为2L、4L、6L……所以粒子在n的时间内沿z轴方向的位移为： zn＝L＋2L＋3L＋4L＋…＋nL 所以：zn＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$