高考物理计算题七月周演题二含解析

1、2019高考物理计算题（七月）周演题（二）李仕才1、 (2017·宁波市九校高二上期末)宇宙射线中，往往含有大量的粒子与反粒子.1932年，美国加州理工学院的安德森通过威尔逊云室、强磁铁等实验仪器，发现了电子的反粒子正电子.1955年，张伯伦和塞格雷用加速器证实了反质子的存在如图7所示，已知区域是速度选择器，极板m、n间距为4l，现有一束由反质子11h与氘核h两种粒子组成的射线，沿极板m、n中间线以相同速度v0射入，并从中心o点进入极板上方的区域.已知质子的质量为m，电荷量为e，忽略电荷之间的相互作用图7图8(1)区域是威尔逊云室，云室中充满过饱和乙醚蒸汽，当带电粒子经过时，蒸汽凝结

2、，形成轨迹，云室中加垂直纸面向里的匀强磁场，图中显示了两种粒子在云室中的径迹1、2，试判断在云室中显示径迹1的是哪种粒子的运动轨迹，并分析半径减小的原因(2)现有一科研团队，通过实验观察质子和反质子的碰撞过程，他们撤去区域中的云室和磁场，经过速度选择器的选择，选出速度v0的质子和反质子先后从a1、b1孔竖直向上进入极板上方，oa1ob1l，以极板中间线上的o为原点，建立直角坐标系如图8所示，在y轴的左侧区域加一水平向右的匀强电场，在y轴的右侧区域加一垂直纸面向外的匀强磁场，要使质子和反质子在y轴上的p(0，l)处相碰，求：在p点相碰的质子和反质子的动能之比和射入小孔的时间差t.【参考答案】(1

3、)氘核因受阻力作用(2)51(1)解析(1)由左手定则知径迹1是氘核h的运动轨迹带电粒子受到过饱和乙醚蒸汽阻力作用，速度减小，所以半径减小(2)从a1射入的粒子做类平抛运动：y方向做匀速运动，t1从b1射入的粒子做匀速圆周运动，半径rl经t到达p点，t2时间差t(1)从a1射入的粒子做类平抛运动，x方向：lt1y方向：lv0t1，则vx2v0ekam(vv)从b1射入的粒子做匀速圆周运动，ekbmv，故.2、(2018·湖州市三县期中)如图7甲所示，m1m4、n1n4为平行放置的水平金属轨道，m4m5、n4n5为半径均为r0.65 m的竖直四分之一圆形光滑金属轨道，m4、n4为切点，

4、m5、n5为轨道的最高点(与圆心等高)轨道间距l1.0 m，整个装置左端接有阻值r0.5 的定值电阻m1m2n2n1、m3m4n4n3为等大的长方形区域、，两区域宽度d0.5 m，两区域之间的距离s1.0 m；区域内均匀分布着磁场b1，其变化规律如图乙所示，规定竖直向上为正方向；区域内分布着磁感应强度b20.05 t的匀强磁场，方向竖直向上，质量m0.1 kg、电阻r00.5 的导体棒ab在垂直于棒的f1.0 n的水平恒力拉动下，从m2n2处在t0时刻由静止开始运动，到达m3n3处撤去恒力f，ab棒穿过匀强磁场区后，恰好能到达圆形轨道的m5n5处水平轨道与导体棒ab间的动摩擦因数0.2，轨道电

5、阻、空气阻力不计，运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直，g10 m/s2，求：图7(1)0.2 s末电阻r上的电流大小及方向；(2)ab棒刚进入b2磁场时的加速度大小；(3)ab棒在水平直轨道上向右运动过程中电阻r上产生的焦耳热q.【参考答案】见解析解析(1)导体棒ab在n2m2m3n3区域内做匀加速运动，由牛顿第二定律可得fmgma1得a18 m/s2导体棒ab在00.2 s内运动的位移xa1t0.16 ms1.0 m故0.2 s末导体棒ab未进入区域，由于区域中的磁场在均匀减小，产生的感应电动势为e10.5 vi10.5 a电阻r上电流方向为由n1流向m1(2)导体棒ab刚进入区

6、域时的速度为v22a1s得v4 m/s导体棒ab在n2m2m3n3区域内做匀加速运动的时间t10.5 s0.4 sab棒刚进入区域时，b1磁场已保持不变导体棒ab刚进入区域时产生的感应电动势为e2b2lv0.2 vi20.2 amgb2i2lma2得a22.1 m/s2(3)b1磁场变化的时间t0.4 s，这段时间内r的焦耳热q1irt0.05 j导体棒ab在b2磁场中的运动过程，回路中产生的总焦耳热q2w安mgdmgrq20mv2解得q20.05 j电阻r上产生的总焦耳热qq1q20.075 j.3、ab和cd是两条竖直放置且足够长的长直光滑金属导轨，mn和mn是两根用细线连接的金属杆，其质

7、量分别为m和2m.竖直向上的外力f作用在杆mn上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为r，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为b的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直导轨电阻可忽略，重力加速度为g.在t0时刻将细线烧断，保持f不变，金属杆和导轨始终接触良好且垂直求：图1(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；(2)两杆分别达到的最大速度【参考答案】(1)21(2)解析(1)设某时刻mn和mn速度分别为v1、v2取竖直向上为正方向，由动量守恒mv12mv20，得.(2)当mn和mn的加速度为零时，速度最大对mn由平衡条件知bil2mgieblv1blv2得v1，v2.我国经济发展进入新常态