（通用版）2020高考物理三輪沖刺 題型練輯 計算題規(guī)范練（九）（含解析）

計算題規(guī)范練(九)24(2019·山東青島市5月二模)質(zhì)量m260g的手榴彈從水平地面上以v010m/s的初速度斜向上拋出，上升到距地面h5 m的最高點(diǎn)時炸裂成質(zhì)量相等的兩塊彈片，其中一塊彈片自由下落到達(dá)地面，落地前瞬間動能為5 J重力加速度g10 m/s2，空氣阻力不計，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)時的速度為v1，有mvmvmgh，解得：v110m/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mgh5J設(shè)手榴彈所裝火藥質(zhì)量為m，有mm2m解得：m0.06kg(3)另一塊做平拋運(yùn)動的時間為t，兩塊彈片落地點(diǎn)間距離為x，有mv1mv2，xv2t，hgt2解得：x26m.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)兩板間同時存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場和垂直板向上的勻強(qiáng)電場時，塵埃恰好勻速穿過兩板；若撤去板間電場，并保持板間磁場不變，塵埃恰好全部被平板吸附，即除塵效率為100%；若撤去兩板間電場和磁場，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)磁場區(qū)域塵埃顆粒重力、顆粒間作用力及對板間電場磁場的影響均不計，求：圖1(1)兩板間磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度Bi的大??；(2)若撤去板間磁場，保持板間勻強(qiáng)電場不變，除塵效率為多少；(3)y軸右側(cè)所加圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小的取值范圍答案(1)(2)50%(3)B2解析(1)沿N極板射入的塵埃恰好不從極板射出時塵埃的運(yùn)動軌跡如圖甲所示，由幾何知識可知，塵埃在磁場中的半徑：rd，塵埃在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB，解得：Bi；(2)電場、磁場同時存在時，塵埃做勻速直線運(yùn)動，由平衡條件得：qEqv0Bi，撤去磁場以后粒子在電場力的作用下做平拋運(yùn)動，假設(shè)距離N極板y的粒子恰好離開電場，則水平方向：dv0t豎直方向：yat2加速度：a解得：y0.5d當(dāng)y>0.5d時，時間更長，水平位移x>d，即從y0.5d到從yd這段距離射入的粒子會射出電場，則從平行金屬板出射的塵埃占總數(shù)的百分比：×100%50%；(3)設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R0，塵埃顆粒在圓形磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為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R2R0另qv0B2m如圖乙，當(dāng)圓形磁場區(qū)域過P點(diǎn)且與M板的延長線相切時，圓形磁場區(qū)域的半徑R0最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最大，有R0小d解得：B2大m如圖丙，當(dāng)圓形磁場區(qū)域過P點(diǎn)且與y軸在M板的右端相切時，圓形磁場區(qū)域的半徑R0最大，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最小，有R0大2d解得：B2小所以圓形磁場區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小須滿足的條件為B2.4