2022年二轮复习专题4-功和功率动能定理-普通用卷

1、二轮复习专题4-功和功率动能定理间的电场可认为是匀强电场光滑绝缘细管垂直于 板穿过中间小孔,一个视为质点的带负电小球在细（ 2）管内运动以小孔为原点建立x 轴,规定 x 轴正方向为加速度a、速度 v 的正方向,下图分别表示x一、单项题（本大题共4 小题,共 16.0 分）轴上各点的电势.,小球的加速度a、速度 v 和动能1.如图,平行板电容器两极板的间Ek 随 x 的变化图像,其中正确选项距为 d,极板与水平面成45 角,上极板带正电； 一电荷量为 .0 的粒子在电容器中靠近下极板A. B. 处；以初动能.0竖直向上射出；不计重力, 极板尺寸足够大, 如粒子能打到上极板,2.就两极板间电场强度

2、的最大值为C. D. A. .0B. .04qd2qdC. 2.0D. 2.02qdqd二、多项题（本大题共8 小题,共 32.0 分）如下列图,平行板电容器水平放置,电源通过二极5.如下列图,竖直平面内有固定的管给电容充电,上、下极板正中有一小孔,质量为半径为 R 的光滑绝缘圆形轨道,m,电荷量为 +.的小球从小孔正上方高h 处由静止水平匀强电场平行于轨道平面对开头下落,穿过上极板小孔到达下极板小孔处速度 恰为零 空气阻力忽视不计,极板间电场可视为匀左,P、Q 分别为轨道上的最高点、最低点, M、N 分别是轨道上与圆强电场 心等高的点；质量为 m、电荷量为 q 的带正电小球A. 如将上极板稍

3、向上移动,就小球到达下极板小 可视为质点 在轨道内运动, 已知重力加速度为 g,孔处速度恰为零 B. 如将上极板稍向下移动,就小球到达下极板小 孔处速度恰为零 C. 如将下极板稍向上移动,就小球到达下极板小 孔前速度就已为零 D. 如将上极板稍向下移动,就小球到达下极板小 孔处速度仍不为零3.场强 .= 4.,要使小球能沿轨道做完整的圆周运动,就以下说法正确选项 A. 小球在轨道上运动时,动能最小的位置,电势能最大B. 小球在轨道上运动时,机械能最大的位置肯定在 M 点3.反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子6.C. 小球过 Q、P 点受轨道弹力大小的差值为6mg团在电场中的振荡来产生

4、微波,其振荡原理与下述D. 小球过 Q、P 点受轨道弹力大小的差值为7.5.过程类似,已知静电场的方向平行于x 轴,其电势如下列图,带电平行金属板A、B,板间的电势差q 随 x 的分布如下列图,大小为 U,A 板带正电, B 板中心有一小孔一带一质量 . = 1.0 正电的微粒,带电荷量为10-20.,带电荷量大小为.= 1.0 10-9.的带q,质量为 m,自孔的正上 方距板高 h 处自由落下,4.负电的粒子从 1,0 点由静止开头, 仅在电场力作用如微粒恰能落至A、 B 板的正中心 C 点,就 下在 x 轴上来回运动；忽视粒子的重力等因素,就A. 微粒下落过程中重力做功为.+.2,电场力

5、A. x 轴左侧的电场强度方向与x 轴正方向同向B. x 轴左侧电场强度.1和右侧电场强度.2的大小之做功为1 2.比.1：.2 = 2： 1C. 该粒子运动的周期.=B. 微粒在下落过程中重力势能逐步减小,机械能1.5 10-8.逐步增大D. 该粒子运动的最大动能C. 如微粒从距B 板高 2h 处自由下落,就恰好能达. = 2 10-8.到 A 板如下列图,无限大匀称带正D. 微粒落入电场过程中, 电势能转变量大小为1 2.电薄板竖直放置,其四周空第 1 页,共 6 页7.如下列图, 在竖直平面内有一边长A. 有两个位置小环的加速度等于2.0为 L 的正方形区域处在场强为E 的md匀强电场中

6、,电场方向与正方形一B. 弹簧对小环先做负功再做正功边平行一质量为m、带电量为qC. 小环到达 N 点时的动能 2.的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初速D. 小环经过 MN 的中点之后,电场力方向相反,8.0进入该正方形区域当小球再次运动到该正方形小环开头减速A区域的边缘时,具有的动能可能为11. A、B 两物体质量均为m,其中A. 可能等于零B. 可能等于1 2 2.A 带正电,带电量为q,B 不带电,通过劲度系数为k 的绝缘C. 可能等于1 2. 2 +1 12. 2.轻质弹簧相连放在水平面上,如下列图,开头时两者都处于D. 可能等于1 2. 2 +2 13. 2.静止状态；现在施

7、加竖直向上的匀强电场, 电场强度.=2. .,如下列图, 在水平向右的匀强电场中,某带电粒子从A 点运式中g为重力加速度,如不计空气阻力,不考虑动到 B 点,在 A 点时速度竖直物体电量的变化,就以下判定正确选项向上,在 B 点时速度水平向右,A. 刚施加电场的瞬时,A 的加速度为2g在这一运动过程中粒子只受电场力和重力,并且克服重力做的功为1J,电场力做的正功为3J,就以下B. 从开头到 B 刚要离开地面过程, A 物体速度大小 先增大后减小说法中正确选项C. 从开头到 B 刚要离开地面的每段时间内,A 物体A. 粒子带正电的机械能增量肯定等于电势能的削减量9.B. 粒子在 A 点的机械能比

8、在B 点少 3JD. B 刚要离开地面时,.A 的速度大小为 2.C. 粒子在 A 点的动能比在B 点多 2JD. 粒子由 A 点到 B 点过程,电势能削减了3J12. 如下列图,一电荷匀称分布的带正如下列图,一个质量为m、带电荷量为+.的圆环,电的圆环,半径为R,在垂直于圆套在水平放置的粗糙绝缘细杆上,圆环直径略大于环且过圆心O 的轴线上有a、b、c细杆直径； 已知细杆处于磁感应强度为B 的水平匀三个点,.= .=3 3.,.= 3.,强磁场中,给圆环初速度 .0使其向右运动不计重力；就以下判定正确选项起来,在运动过程中 圆环的电荷量不变,经受变速运动后圆环最终处于平稳状态；就从开头 运动到

9、最终处于平稳状态,圆环克服摩擦力做的功A. a、c 两点的电场场强大小之比为1：3B. b、c 两点的电场场强相同C. 一电子由 a 点静止释放,电子在O 点的动能最可能为 大 D. 一电子由 a 点静止释放, 电子由 a 到 c的过程中,加速度先减小后增大A. 0B. 1 2 2.C. .3.2 2.2.2D. 1 2. 2 -.3.22.2.210. 绝缘水平光滑杆上套有一质量为m 的带正电的小环,电量为 .如图甲所示,小环与绝缘弹簧相连.弹簧另一端固定于竖直平面内杆上方的P 点.沿水平方向杆所处的空间 M、N 之间存在着电场 .其电势.- .关系如图乙所示 .小环从 M 点静止释放运动过

10、程中经过 N 点.已知在 M、N 点处, 弹簧对小环的弹力大小相等 . . .2. .之间距离为.在小环从 M 点运动到 N 点的过程中：第 2 页,共 6 页1.【答案】 B 答案和解析而电压不变, 由.= .知,电容器的带电量要削减,但由于二极管有单向导电,电容器不能放电,所以电容器的带电量不变,依据推论可知,电容器板间场强不变,就小球所受的电场力不变,重力也不变,就小球的运动【解析】 【分析】情形不变, 因此,小球到达下极板小孔前速度就为零了,粒子在电场中只受到电场力的作用,只有电场力做功,故 A 错误粒子恰好到达上极板时速度恰好与上极板平行,所以将B、如将上级板稍向下移动,电容器的电容

11、增大,电压粒子初速度分解为垂直极板和平行极板的分速度,再结 不变, 由 .= . 知, 电容器的带电量要增大,电容器充合运动学公式可求得 E；电由于电容器板间电压不变,就小球到达下极板处时此题关键是明确粒子的受力情形和运动情形,然后依据 重力和电场力做功不变,由动能定理可知,小球到达下类平抛运动的规律和动能定理运算电场强度的大小即 极板小孔处速度仍为零,故 B 正确可；C、如将下级板稍向上移动,由上分析可知,电容器板【解答】间场强不变,小球的运动情形不变,小球到达下极板小据电荷的受力情形可知,粒子在电场中做曲线运动,如 孔处仍有向下的速度,故 C 错误D、如将下级板稍向下移动,电容器板间电压不

12、变,就小球到达下极板小孔处时,电场力做功不变,而重力做功增大,由动能定理可知,小球到达下极板小孔处仍有图所示；向下的速度,故D 错误应选： B3.【答案】 D 【解析】 【分析】将粒子的速度.0分解为垂直于板的.和平行于板的.,依据电场强度的斜率求解电场强度之比；带负电的粒子由于极板与水平面夹角45 ,粒子的初速度方向竖直向在电势高的地方电势能小,由此分析电势能的变化；根上,所以粒子初速度在垂直于板的方向的速度为据 .= . .求解电势能的变化；依据受力情形确定,当电场足够大时,粒子到达上极板时速度恰好与上极板运动情形,从而明确振动周期；此题考查带电粒子在电场中的运动分析,要留意明确运 动过程

13、,并能依据能量守恒以及动能定理等物理规律进 行分析,并敏捷应用数学规律求解；【解答】平行,即粒子垂直于极板方向的速度；依据运动学公式有,又知 .0 =1 2. 2,A.沿着电场线方向电势降落,可知x 轴左侧场强方向沿联立以上各式求得.=.0 2.,故 B 正确, ACD 错误；x 轴负方向,x 轴右侧场强方向沿x 轴正方向,故 A 错误；B.由图可知：依据 .= .可知：左侧电场强度为：.1 =应选 B；2.【答案】 B 1 10-2 ./.= 2.0 103 ./.,右侧电场强度为：.2 =【解析】 【分析】20 0.5 10-2 ./.= 4.0 103./.,所以 x 轴左侧电场强度如将

14、上级板稍向上移动,分析电容器的电容、板间场强和右侧电场强度的大小之比.1：.2 = 1：2,故 B 错误；如何变化,依据粒子的受力情形分析小球到达下极板小 孔处的速度如将上级板稍向下移动,依据动能定理求出小球恰好到D.该粒子运动过程中电势能的最大值为：.= . .=-2 10-8.,由能量守恒得当电势能为零时动能最大,最大动能为 .= 2 10-8.,故 D 正确；达下极板时重力做功与电场力做功的关系,从而通过功 C.设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为 . 1、. 2,在能关系判定下极板上移后能否到达下极板同理分析上极板移动时,小球的运动情形原点时的速度为 .,由运动学公式有：. = . 1

15、1,同此题的关键要抓住电容器板间的电压不变,分析出电场强度的变化,结合动能定理和牛顿其次定律分析小球的 理可知：. = . 2,.= 12. 2 ,而周期：.= 2.1 +运动情形. 2 ,联立以上各式并代入相关数据可得：.=【解答】3.0 10-8.,故 C 错误；解： A、如将上级板稍向上移动,电容器的电容减小,第 3 页,共 6 页应选 D；4.【答案】 D 【解析】 【分析】.= .,分析.,. .=3 4,即依据匀强电场中电势差与场强的关系公式电势与 x 的关系；依据牛顿其次定律分析加速度的大小和方向；依据动能定理分析速度和动能与 x 的关系；对于物理图象,往往要依据物理规律,写出解

16、析式,再 .= 37 ,当小球刚好通过 C 点关于 O 对称的 D 点时,加以分析,这是常用的解题方法,难度中等；就能做完整的圆周运动,由图可知从 C 到 D,合力做负【解答】功,到 D 点时球的动能最小,但由电场力做功与电势能A.在 . 0范 围内,当 x 增大时,由 .= .= .,可知,电势差均道上运动时,动能最小的位置不是电势能最大位置；由 图可知到 M 点电场力做功最多, 故由功能关系可知在该匀减小, .- .也应为向下倾斜的直线,故A 错误；点时球的机械能最大故A 错误, B 正确；B.在 . 0范畴内,电场力向左,加速度向左,为负值,故 B 错误；.在 P 点和 Q 点,由牛顿其

17、次定律得： .- .= .2 .,C.在 . 0范畴内, 图线也为曲线,故 C 错误；D.在. 0范 围内,当 x 增大时,由 .= .= .,可知,电势差均1 2. . 2 -1 2. . 2,联立解得： .- .= 6.,故 C 正确,D 错误；应选 BC；6.【答案】 CD 【解析】 【分析】匀减小, .-.也应为向下倾斜的直线,故D 正确；应选 D；5.【答案】 BC 【解析】 【分析】此题依据动能定理争论微粒能否到达A 板,也可以依据对球受力分析,解得其合力及方向,再由电场力做功及 动能定理判定动能最小的位置与电势能最大位置的关 系；由功能关系判定机械能最大的位置；分别在最高点 与最

18、低点应用牛顿其次定律,从而解得距圆轨道最低点Q、距圆轨道最高点 P 的压力差；此题考查了带电小球在复合场中的运动,知道其合力的 方向,知道该过程的功能关系,依据指向圆心的合力提牛顿其次定律和运动学公式分析,微粒在下落过程中重 .力始终做正功, 微粒下落过程中重力做功为 .+ 2 ,1；微粒落入电场中, 电场力做负功,电场力做功为 -2.1 电势能逐步增大,其增加量为 2.；依据动能定理争论 微粒从距 B 板高 2h 处自由下落,能否到达 A 板；供圆周运动向心力为解题关键；5 4.；【解答】【解答】A.微粒下降的高度为. +.2,重力做正功,为.=. 依据“ 等效场” 学问可得,电场力与重力的

19、合力大.+.2,电场力向上,位移向下,电场力做负功,.= -. .2= -1 2.,故 A 错误；小为： .效 = .2+ . 2=5 4.,就 .效 =如下列图：B. 由于重力做正功, 微粒在下落过程中重力势能逐步减小,由于电场力做负功,电势能增加,故机械能逐步减小,故 B 错误；C.由题微粒恰能落至A, B 板的正中心c 点过程,由动第 4 页,共 6 页能定理得：.+.2 -1 2.= 0,如微粒场力做功情形,然后依据动能定理求解解决此题的关键分析电场力可能的方向,判定电场力与 重力做功情形,再依据动能定理求解动能8.【答案】 ABD 【解析】 解： A、从 A 到 B,电场力做正功,可

20、知电场从距 B 板高 2h 处自由下落, 设达到 A 板的速度为v,就由动能定理得： .2.+ .-.=1 2.2 由联立得 .= 0,即恰好能达到A 板,故 C 正确；D.微粒落入电场中,电场力做负功,电势能逐步增大,力方向水平向右,电场强度方向水平向右,所以粒子带其增加量等于微粒克服电场力做功. .=1 2.,故 D 正正电故 A 正确B、除重力以外只有电场力做功,由于除重力以外其它确；力做功等于机械能的增量,所以 A 到 B 机械能增加 3.故应选 CD ；B 正确7.【答案】 BCD C、依据动能定理得,从A 到 B 动能的变化量 . =【解析】 解：令正方形的四个顶点分.+ .电 =

21、 -1 + 3 = 2.,所以粒子在A 点的动能比B别为ABCD,如下列图点少 2.故C错误如电场方向平行于AC：D、粒子由 A 点到 B 点过程,电场力做功3J,所以电势 电场力向上,且大于重力,小球向能削减了 3.故 D 正确上偏转,电场力做功为1 2.,重力做1 2.应选： ABD依据电场力做功情形判定电场力的方向,从而确定出电功为 -1 2.,依据动能定理得：.-1 2. 2 =荷的电性除重力以外其它力做功等于机械能的增量,依据除重力以外其它力做功情形得出机械能的变化量1 2.,即 .=1 2. 2 +1 12. 2.依据动能定理得出A 点到 B 点的动能变化 电场力做正功,电势能减小

22、 电场力向上,且等于重力,小球不偏转,做匀速直线此题综合考查了动能定理和功能关系运动,就 .=1 2. 2；9.【答案】 BD 【解析】 解： A、圆环经受变速运动后圆环最终处于平如电场方向平行于AC,电场力向下,小球向下偏转,电场力做功为1 2.,重力做功为1 2.,依据动能定理衡状态,故 . 0. .,因而圆环在速度为.0受到杆的作用力不为零,存在摩擦力,故摩擦力做功不为零,故 A 错误；得：.-1 2. 2 =1 12. 2.,即.=1 2. 2 +1 2.1 2.由上分析可知,电场方向平行于 AC,粒子离开电场时B、当 . 0. .时,圆环先做减速运动, 当. = .如电场方向平行于A

23、B：时,不受摩擦力,做匀速直线运动,就有.=.；依据如电场力向右,水平方向和竖直方向上都加速,粒子离开电场时的动能大于 0.如电场力向右,小球从 D 点离开电场时,有 .-12. 2 = . 12. 就得 .= 12. 2 +1. 2.如电场力向左,水平方向减速,竖直方向上加速,粒子动能定理得： -. = 2.2 -2. 2,代入解得： . = 112. 2 -2.2.2,故 C 错误, D 正确；.3.2应选： BD；此题考查分析问题的才能,摩擦力是被动力,要分情形离开电场时的动能也大于 0.故粒子离开电场时的动能都 争论,同时明确动能定理的精确应用是解题的关键；不行能为 0.故 B、C、D

24、 正确, A错误；10.【答案】 AC 应选： BCD；要考虑电场方向的可能性,如图,可能平行于 AB 向左【解析】 【分析】或向右,也可能平行于 AC 向上或向下分析重力和电 依据题意从 .-.图像匀称变化可知,电场是一个匀强第 5 页,共 6 页电场,小环从 . .的过程中, 依据电势能的公式 .= 伸长量与 AB 静止时的压缩量相同,故整个过程弹簧弹. 可知, 由于电荷带正电,因此电电势能降低,依据电 力做功为零,依据动能定理即可分析；场力做功与电势能的关系即可得出电场力做功的关系；此题关键依据平稳条件和胡克定律求解出弹簧的行变此题主要考查电场力做功与电势能的变化关系,解题的 量,最终结

25、合几何关系得到物体 A 上升的距离,留意明关键在于通过 .- .图像得出场强的变化；确弹性势能的变化与形变量之间关系,利用动能定理可【解答】判定；A.通过 .- .图像匀称变化可知,电场是一个匀强电场,12.【答案】 AC 从图像可知 .= .-. = -. 0 - .0 = -2. 0,依据匀强电场电势差与场强的关系可知 .= .= 2.0.,依据牛顿其次定律可知当合外力 .= .= .时,此时加速度【解析】 解：A、设圆环带电量为 .将圆环分成 n 等分,.就每个等分带电量为 .= .,每个等分可看成点电荷,每为2. 0 .,依据弹簧的特点结合图甲可知,有两个位置小个点电荷在a 点处产生的

26、场强大小为.1 = . .2+ 3.2 =.4.2,该书场强方向与aO 的夹角为 30 ,依据电场的叠环的加速度满意,故A 正确；B.小环从 . .的过程中,在弹簧为复原原长之前,弹 簧的弹力与位移方向成锐角,因此做正功,复原原长到加原理知： a 点处场强大小为.= . 1.30 = . 4.2 .被拉伸的过程中, 弹簧弹力与位移成钝角,此时做负功,因此整个过程中,弹簧对小环先做正功再做负功,故B3 2=3.8.2 .同理可得, c 点处场强大小为.=3.8.2,就.：错误；C.依据功能关系可知. .= -.,就有 .-0 =.= 1： 3,故 A 正确；- .- . = - -. 0.- .0. = 2.0.,故 C 正确；B、b、c 两点的电场场强大小相