高考物理三輪沖刺 題型練輯 計(jì)算題規(guī)范練（九）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

計(jì)算題規(guī)范練(九)24．(2019·山東青島市5月二模)質(zhì)量m＝260g的手榴彈從水平地面上以v0＝10eq\r(2)m/s的初速度斜向上拋出，上升到距地面h＝5m的最高點(diǎn)時(shí)炸裂成質(zhì)量相等的兩塊彈片，其中一塊彈片自由下落到達(dá)地面，落地前瞬間動(dòng)能為5J．重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力不計(jì)，火藥燃燒充分，求：(1)手榴彈爆炸前瞬間的速度大??；(2)手榴彈所裝火藥的質(zhì)量；(3)兩塊彈片落地點(diǎn)間的距離．答案(1)10m/s(2)0.06kg(3)26m解析(1)設(shè)手榴彈上升到最高點(diǎn)時(shí)的速度為v1，有eq\f(1,2)mveq\o\al(02)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(12)＋mgh，解得：v1＝10m/s(2)設(shè)每塊彈片的質(zhì)量為m′，爆炸后瞬間其中一塊速度為零，另一塊速度為v2，有m′gh＝5J設(shè)手榴彈所裝火藥質(zhì)量為Δm，有Δm＝m－2m′解得：Δm＝0.06kg(3)另一塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，兩塊彈片落地點(diǎn)間距離為Δx，有mv1＝m′v2，Δx＝v2t，h＝eq\f(1,2)gt2解得：Δx＝26m.25．(2019·山東青島市5月二模)如圖1甲(a)，為一除塵裝置的截面圖，塑料平板M、N的長(zhǎng)度及它們間距離均為d.大量均勻分布的帶電塵埃以相同的速度v0進(jìn)入兩板間，速度方向與板平行，每顆塵埃的質(zhì)量均為m，帶電荷量均為－q.當(dāng)兩板間同時(shí)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和垂直板向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，塵埃恰好勻速穿過(guò)兩板；若撤去板間電場(chǎng)，并保持板間磁場(chǎng)不變，塵埃恰好全部被平板吸附，即除塵效率為100%；若撤去兩板間電場(chǎng)和磁場(chǎng)，建立如圖(b)所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，y軸垂直于板并緊靠板右端，x軸與兩板中軸線共線，要把塵埃全部收集到位于P(2d，－1.5d)處的條狀容器中，需在y軸右側(cè)加一垂直于紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．塵埃顆粒重力、顆粒間作用力及對(duì)板間電場(chǎng)磁場(chǎng)的影響均不計(jì)，求：圖1(1)兩板間磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的大??；(2)若撤去板間磁場(chǎng)，保持板間勻強(qiáng)電場(chǎng)不變，除塵效率為多少；(3)y軸右側(cè)所加圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的取值范圍．答案(1)eq\f(mv0,qd)(2)50%(3)eq\f(mv0,2qd)≤B2≤eq\f(mv0,qd)解析(1)沿N極板射入的塵埃恰好不從極板射出時(shí)塵埃的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖甲所示，由幾何知識(shí)可知，塵埃在磁場(chǎng)中的半徑：r＝d，塵埃在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB＝eq\f(mv\o\al(02),r)，解得：Bi＝eq\f(mv0,qd)；(2)電場(chǎng)、磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)，塵埃做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：qE＝qv0Bi，撤去磁場(chǎng)以后粒子在電場(chǎng)力的作用下做平拋運(yùn)動(dòng)，假設(shè)距離N極板y的粒子恰好離開(kāi)電場(chǎng)，則水平方向：d＝v0t豎直方向：y＝eq\f(1,2)at2加速度：a＝eq\f(qE,m)解得：y＝0.5d當(dāng)y>0.5d時(shí)，時(shí)間更長(zhǎng)，水平位移x>d，即從y＝0.5d到從y＝d這段距離射入的粒子會(huì)射出電場(chǎng)，則從平行金屬板出射的塵埃占總數(shù)的百分比：eq\f(d－0.5d,d)×100%＝50%；(3)設(shè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為R0，塵埃顆粒在圓形磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R2，要把塵埃全部收集到位于P處的條狀容器中，就必須滿足R2＝R0另qv0B2＝meq\f(v\o\al(02),R2)如圖乙，當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)P點(diǎn)且與M板的延長(zhǎng)線相切時(shí)，圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R0最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最大，有R0?。絛解得：B2大＝meq\f(v0,qd)如圖丙，當(dāng)圓形磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)P點(diǎn)且與y軸在M板的右端相切時(shí)，圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R0最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最小，有R0大