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1、
計算題仿真2021·Ⅰ卷高考模擬演練
24.(2021·一線名卷預測)一質(zhì)量為m的煙花彈以初速度v0從地面豎直升空,當煙花彈上升的速度為零時,彈中火藥爆炸將煙花彈炸為質(zhì)量之比為2∶1的兩局部,兩局部獲得的動能之和與煙花彈的初動能相等,且均沿水平方向運動。爆炸時間極短,重力加速度大小為g,不計空氣阻力和火藥的質(zhì)量,求:
(1)煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所經(jīng)過的時間;
(2)兩局部落地點間的距離。
解析 (1)設(shè)煙花彈從地面開始上升到彈中火藥爆炸所用的時間為t,由運動學公式有
0=v0-gt
解得t=。
(2)由動量守恒定律和題意得
v1=v2
×v+×v=mv
x
2、1=v1t
x2=v2t
兩局部落地點的距離為
Δx=x1+x2
聯(lián)立解得Δx=。
答案 (1) (2)
25.(2021·山東濰坊一模)如下列圖豎直平面內(nèi)的直角坐標系xOy,x軸水平且上方有豎直向下的勻強電場,場強大小為E,在x軸下方有一圓形有界勻強磁場,與x軸相切于坐標原點,半徑為R。質(zhì)量為m、電量為q的粒子,由y軸上的(0,R)點無初速釋放,粒子恰好經(jīng)過磁場中點,粒子重力不計,求:
(1)磁場的磁感強度B;
(2)假設(shè)將該粒子釋放位置沿y=R直線向左移動一段距離L,無初速度釋放,當L為多大時粒子在磁場中運動的時間最長,最長時間多大;
(3)在(2)的情況下粒子回到電
3、場后運動到最高點時的水平坐標值。
解析 (1)粒子勻加速運動EqR=mv2
設(shè)圓周運動半徑為r,qvB=m
由幾何關(guān)系可知r2=2+R2
解得:r=R
B=
磁場方向垂直xOy平面向里。
(2)當粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的弦為直徑時對應(yīng)的時間最長,所轉(zhuǎn)過的圓心角為α,rsin=R
解得:α=π
此時L=Rsin=R
在磁場中運動的時間為t=
解得:t=
(3)粒子回到電場時速度與水平方向成30°
粒子沿y軸勻減速運動減到零時豎直高度最大
vsin30°=at′
Eq=ma
水平方向勻速運動x′=vcos30°t′
解得:x′=
粒子返回電場時的水平坐標為x0,=cot30°
h=
運動到最高點時的水平坐標為x=x0+x′=R。
答案 (1) (2) (3)
3