河北廊坊2013年高考物理考前一周计算题专项突破四
23．（16分）如图12所示，在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B，桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度=4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生碰撞，碰后两木块都落到地面上。木块B离开桌面后落到地面上的D点。设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m，木块A与桌面间的动摩擦因数=0.25，重力加速度取g=10m/s2。求：（1）两木块碰撞前瞬间，木块A的速度大小；（2）木块B离开桌面时的速度大小；（3）木块A落到地面上的位置与D点之间的距离。
24、（19分）显像管是电视机的重要部件，在生产显像管的阴极时，需要用到去离子水。如果去离子水的质量不好，会导致阴极材料中含有较多的SO离子，用这样的阴极材料制作显像管，将造成电视机的画面质量变差。显像管的简要工作原理如图13所示：阴极K发出的电子（初速度可忽略不计）经电压为U的高压加速电场加速后，沿直线PQ进入半径为r的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面，圆形磁场区域的圆心O在PQ直线上，荧光屏M与PQ垂直，整个装置处于真空中。若圆形磁场区域内的磁感应强度的大小或方向发生变化，都将使电子束产生不同的偏转，电子束便可打在荧光屏M的不同位置上，使荧光屏发光而形成图象，其中Q点为荧光屏的中心。不计电子和SO离子所受的重力及它们之间的相互作用力。（1）已知电子的电量为e，质量为me，求电子射出加速电场时的速度大小；（2）在圆形磁场区域内匀强磁场的磁感应强度大小为B时，电子离开磁场的偏转角大小为（即出射方向与入射方向所夹的锐角，且未知），请推导的表达式；
（3）若由于去离子水的质量不好，导致阴极材料中含有较多的SO离子，使得阴极在发出电子的同时还发出一定量的SO离子，SO离子打在荧光屏上，屏上将出现暗斑，称为离子斑。请根据下面所给出的数据，通过计算说明这样的离子斑将主要集中在荧光屏上的哪一部位。（电子的质量me=9.1×10—31kg，SO离子的质量m80=1.6×10—25kg）
25、（20分）如图14所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离=0.50m。轨道的MN′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0=0.5m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g=10m/s2，求：（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热。
请在各题目的答题区内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效
请在各题目的答题区内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效
答案（四）
23．（16分）（1）木块A在桌面上受到滑动摩擦力f=作用做匀减速运动，根据牛顿第二定律，木块A的加速度
设两块木块碰撞前A的速度大小为v，根据运动学公式，得……（2分）
（2）两木块离开桌面后做平抛运动，设木块B离开桌面时的速度大小为，在空中飞行的时间为。根据平抛运动规律有：……………（2分）
解得：………………………………（3分）
（3）设两木块碰撞后木块A的速度大小为，根据动量守恒定律有：（1分）
解得：……………………………（2分）
设木块A落到地面过程的水平位移为，根据平抛运动规律，得
则木块A落到地面上的位置与D点之间的距离…………（1分）
24．（19分）（1）设电子经电场加速后的加速度为，对于电子被电场加速的过程运用动能定理有………………（3分）解得……………………（2分）
（2）电子进入磁场后做匀速圆周运动，设电子在磁场中的运动半径为R，根据洛仑兹力公式和牛顿第二定律有……………………（3分）
解得……………………………（2分）
根据如图2所示的几何关系可知 ……………（4分）
（3）由第（2）问的结果可知，若SO离子（电荷量大小为2e）通过圆形磁场区后偏转角度为，则…（1分）所以=3×102…（1分）
即SO离子的偏转角远小于电子的偏转角，所以，观年到的离子斑将主要集中在荧光屏上的上的中央位置附近.…………………………………………（2分）
25．（20分）（1）设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为，根据动能定理则有…………………………………………………………（2分）
导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势………………………………（1分）
此时通过导体杆的电流大小A（或3.84A）………………（2分）
根据右手定则可知，电流方向为由b向a…………………………………………（2分）
（2）设导体杆在磁场中运动的时间为t，产生的感应电动势的平均值为E平均，则由法拉第电磁感应定律有…………………………………………（2分）
通过电阻R的感应电流的平均值为…………………………（1分）
通过电阻R的电荷量C（或0.512C）
（3）设导体杆离开磁场时的速度大小为，运动到圆轨道最高点的速度为，因导体杆恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对导体杆的轨道最高点时有………………………………………………………………（1分）
对于导体杆从的过程，根据机械能守恒定律有
………………………（1分）解得=5.0m/s………………（1分）
导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能…………（3分）
此过程中电路中产生的焦耳热为……………………（2分）
【点此下载】