2024届安徽省皖南八校8月高三开学考试-物理试题及答案-答案易对

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↑/(msl)16.【典型情境题】(16分)如图甲所示，在竖直面内的直角坐标系xOy中，第二象限内存在沿y轴正方向（竖直向上）的匀强电场，电场强度37-6125大小E1=0.2N/C,第一象限内存在沿x轴正甲方向（水向右）的匀强电场，电场强度大小E2=0.375N/C。在第一象限内，y=4m处有水绝缘台PA,台左端在y轴上，右端与半径R=0.4m的光滑绝缘竖直半圆弧轨道ACD滑连接，相切于A点，D为半圆弧轨道最高点。一质量为m(未知)、电荷量q=十0.1C的可视为质点的小球，从x轴上某点Q以与x轴负半轴成60°、大小o=10m/s的速度射入第二象限，恰好做匀速直线运动。现在第二象限内小球运动的某段路径上加上垂直于纸面向外的矩形匀强磁场区域，磁感应强度大小B=0.2T。小球经过磁场区域后恰好水向右运动，并解题分析(1)石块从C到D做抛运动，设石块的运动时间垂直于y轴从点P(0,4m)进入第一象限，恰好与静止放置在P为t,到达C点时的速度大小为uc,则有M=2gt2,x=t(2分)点且可视为质点、质量2=3g、不带电的绝缘小物块碰撞并黏合在一起沿PA方向运动，设碰撞过程中小球的电荷量不变，黏解得t=0.5s,vc=2m/s(2分)合体命名为小物块S。已知小物块S与台间的动摩擦因数以设石块在C点时，受到轨道的弹力大小为FN,则有mg一FN==0.35,台PA的长度L=1.0m,重力加速度g=10m/s2,R(1分)sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。求：(1)小球的质量m1。解得F、=13.6N。(1分)(2)小球在磁场中运动的半径r和矩形磁场区域的最小面积。(2)石块从B运动到C的过程，根据动能定理得(3)小物块S在半圆弧轨道ACD上运动的最大速度。-mgR(1-cos 0)-2mve-2mv()设石块与输送带间的动摩擦因数为，石块在输送带上加速过程的加速度大小为a,由牛顿第二定律得umgcos0-mgsin0=ma,其中a=(2分)解题分析(1)小球初始时在第二象限做匀速直线运动，由to衡条件有1输送带AB长度L=2oo十(B一t)(2分）qE=m1g(2分)解得m1=0.002kg。(2分)代入数据，联立解得%=3m/s=0.85,L=12.75m。(3分)(2)如图乙所示，小球在矩形磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有元，B=(2分)可得小球的轨迹半径r="m1=1.0m(1分)gB设小球从G点进入磁场，从H点射出磁场GH为最小矩形磁场区域的长由几何知识得其圆心角0=120°23新高考·D·物理-HUB

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