届高考物理二轮专题复习专题四能量和动量第讲功能关系在电学中应用限时检测

届高考物理二轮专题复习专题四能量和动量第讲功能关系在电学中的应用限时检测届高考物理二轮专题复习专题四能量和动量第讲功能关系在电学中的应用限时检测PAGE届高考物理二轮专题复习专题四能量和动量第讲功能关系在电学中的应用限时检测第2讲功能关系在电学中的应用一、选择题(本大题共8小题,每题8分,共64分.第1～5题只有一项符合题目要求,第6～8题有多项符合题目要求)1.(2018·安徽池州模拟)以以下图,匀强电场水平向左,带正电的物体沿绝缘、粗拙水平板向右运动,经A点时动能为100J,到B点时动能减少到80J,减少的动能中有12J转变为电势能,则它再经过B点时,动能大小是(B)A.4JB.16JC.32JD.64J解析:设物体向右运动到C点速度为零,此后返回,A,B间距离为x1,B,C间距离为x2,从A到B过程中,由动能定理-(Ff+qE)x1=(80-100)J=-20J.由电场力做功与电势能的关系知qEx1=12J,解得qE=.从B到C过程中,由动能定理得-(Ff+qE)x2=-80J,解得Ffx2=32J.从B到C再返回B的过程中,由动能定理得-2Ffx2=Ek-80J,解得Ek=16J,应选项B正确.2.(2018·常德一模)如图(甲),倾角为θ的圆滑绝缘斜面,底端固定一带电荷量为Q的正点电荷.将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止开释,小物块沿斜面向上滑动至最高点B处,此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图像如图(乙)(E1和x1为已知量).已知重力加快度为g,静电力常量为k,由图像可以求出(C)A.小物块所带电荷量B.A,B间的电势差C.小物块的质量D.小物块速度最大时到斜面底端的距离解析:由动能图线得悉,随x增大,小物块的速度先增大后减小.加快度先减小后增大,小物块先沿斜面向上做加快度渐渐减小的加快运动,再沿斜面向上做加快度渐渐增大的减速运动,直至速度为零.则加快度有最大值,此时小物块受力均衡,即mgsinθ=,因为没有x的详细数据,所以不可以求得小物块所带电荷量,选项A错误;A到B的过程中重力势能的增添等于电势能的减少,所以可以求出小物块电势能的减少,因为小物块的电荷量不知道,所以不可以求出A,B之间的电势差,选项B错误;由重力势能图线获得E1=mgh=mgx1sinθ,即可求出m,选项C正确;图像中不可以确立哪一点的速度最大,又不知小物块的电荷量等信息,所以不可以确立小物块速度最大时到斜面底端的距离,选项D错误.3.(2018·衡阳模拟)以以下图,一电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点.另一电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,到B点时的速度减小到最小,大小为v,已知点电荷乙遇到水平面的阻力恒为μmg,g为重力加快度,A,B间距离为L,静电力常量为k,则以下说法正确的选项是(A)A.点电荷甲在B点处的电场强度大小为B.O,B两点间的距离大于C.在点电荷甲形成的电场中,A,B两点间电势差UAB=D.点电荷甲形成的电场中,A点的电势低于B点的电势解析:因为电荷乙从A点运动到B点时的速度减小到最小,故此时电荷乙的加快度为零,即EBq=μmg,即EB=,选项A正确;依据点电荷的场强公式得EB=k=,解得xOB=,选项B错误;从A点到B点由动能定理可知qUAB-μmgL=mv2-m,UAB=,选项C错误;点电荷甲带负电,故在所形成的电场中,A点的电势高于B点的电势,选项D错误.4.(2018·河南模拟)以以下图,Ⅰ,Ⅱ是竖直平面内两个同样的半圆形圆滑绝缘轨道,K为轨道最低点.轨道Ⅰ处于垂直纸面向外的匀强磁场中,轨道Ⅱ处于水平向右的匀强电场中.两个完满同样的带正电小球a,b从静止开始下滑至第一次抵达最低点K的过程中,带电小球a,b比较(C)A.球a所需时间较长B.球a机械能损失好多C.在K处球a速度较大D.在K处球b对轨道压力较大解析:对小球a,洛伦兹力不做功,仅重力做正功,机械能保持守恒,由动能定理得mgr=m;对小球b,重力做正功,电场力做负功,机械能减少,由动能定理得mgr-Eqr=m,则v1>v2,对应轨道的同一高度,a球总比b球快,所以a球所需时间较短,选项A,B错误,C正确;在最低点对a球有FN1+F洛-mg=,对b球有FN2-mg=,解得FN1=3mg-Bq,FN2=3mg-2Eq,没法比较FN1,FN2大小,选项D错误.5.(2018·山西太原高三三模)以以下图,两竖直平行界限内,匀强电场方向竖直(平行纸面)向下,匀强磁场方向垂直纸面向里,一带电小球从P点以某一速度垂直界限进入,恰巧沿水平方向做直线运动,若减小小球从P点进入的速度但保持方向不变,则在小球进入的一小段时间内(C)A.小球的动能可能减小B.小球的机械能可能不变C.小球的电势能必定减小D.小球的重力势能必定减小解析:小球在重力、电场力和洛伦兹力作用下,沿水平方向做直线运动时,其竖直方向协力为零,当减小小球从P点进入的速度但保持方向不变时,若小球带负电,小球遇到的向下的洛伦兹力变小,所以粒子会向上偏转,协力做正功,动能增大,电场力做正功,电势能减小,机械能不守恒,重力做负功,重力势能增添;若小球带正电,则粒子所遇到的向上的洛伦兹力会变小,则粒子会向下发生偏转,则合外力做正功,动能增大,电场力做正功,电势能减小,机械能不守恒,重力做正功,重力势能减小,选项C正确.6.(2018·榆林四模)以以下图,轻质绝缘弹簧的上端固定,下端连结一带负电的小球,小球在竖直方向上下自由运动,当运动到最高点M时弹簧恰巧处于原长.已知小球经过O点有向上的最大速度,此时忽然施加一方向竖直向下的匀强电场,则对于在这类状况下小球从O点第一次向上运动到最高点N的过程,以下说法正确的选项是(AC)A.N点的地点比M点的地点高B.小球的机械能渐渐减小C.小球的机械能与弹簧的弹性势能之和渐渐增大D.小球的电势能、重力势能与弹簧弹性势能之和渐渐增大解析:小球向上运动的过程受重力、弹簧弹力和电场力作用,电场力方向向上,在同样地点,弹簧弹力、重力不变,两力做功状况与有无电场没关,但电场力做正功,故小球可以抵达M点,且在M点仍旧向上运动,故N点的地点比M点的地点高,故A正确;小球从O到M运动过程电场力做正功,弹簧弹力做正功,故小球机械能渐渐增大;从M到N的过程,电场力做正功,弹簧弹力做负功,小球机械能变化不确立,故B错误;电场力做正功,对弹簧和小球构成的系统机械能增添,即小球的机械能与弹簧的弹性势能之和渐渐增大,故C正确;小球向上运动的过程中,重力、弹力做功不改变机械能,而电场力做正功,且电场力做多少正功,小球和弹簧机械能就增添多少,而小球电势能就减少多少,其总能量不变,故D错误.7.(2018·黑龙江大庆实验中学高三考试)如图,M,N两点处于同一水平面,O为M,N连线的中点,过O点的竖直线上固定一杜绝缘圆滑细杆,杆上A,B两点对于O点对称,第一种状况,在M,N两点分别搁置电荷量为+Q和-Q的等量异种电荷,套在杆上带正电的小金属环从A点无初速度开释,运动到B点;第二种状况,在M,N两点分别搁置电荷量为+Q的等量同种点电荷,该金属环仍从A点无初速度开释,运动到B点,则两种状况是(BD)A.金属环运动到B点的速度第一种状况较大B.金属环从A点运动到B点所用的时间第二种状况较长C.金属环从A点运动到B点的过程中,动能与重力势能之和均保持不变D.金属环从A点运动到B点的过程中(不含A,B两点),在杆上同样地点的速度第一种状况较大解析:当M,N两点分别搁置等量异种电荷时,它们连线的中垂线是等势线,重力势能全部转变为动能,金属环做加快度为g的匀加快直线运动;当M,N两点分别搁置等量同种电荷时,依据对称性可知,电场力对金属环先做负功、后做正功,总功为零,所以全过程中重力势能也是全部转变为动能,所以两种状况下,在B点的速度相等,故A错误;因为到B点以前第一种状况向来做匀加快直线运动,第二种状况的速度小,所以第二种状况所用的时间长,故B正确;等高处重力势能相等,但抵达B点前第二种状况的电势能先增大,后减小,由能量守恒定律可知第二种状况动能与重力势能之和较小,故C错误;第二种状况中电场力对金属环先是阻力后是动力,联合抵达B点时的速度与第一种状况的速度相等,可知在杆上同样地点的速度第一种状况较大,故D正确.8.(2018·四川模拟)如图(甲)所示,倾角30°、上侧接有R=1Ω的定值电阻的粗拙导轨(导轨电阻忽视不计、且ab与导轨上侧相距足够远),处于垂直导轨平面向上、磁感觉强度大小B=1T的匀强磁场中,导轨相距L=1m.一质量m=2kg、阻值r=1Ω的金属棒,在作用于棒中点、沿斜面且平行于导轨的拉力F作用下,由静止开始从ab处沿导轨向上加快运动,金属棒运动的速度—位移图像如图(乙)所示,(b点为地点坐标原点).若金属棒与导轨间动摩擦因数μ=,g=10m/s2,则金属棒从起点b沿导轨向上运动x=1m的过程中(BC)A.金属棒做匀加快直线运动B.金属棒与导轨间因摩擦产生的热量为10JC.经过电阻R的感觉电荷量为0.5CD.电阻R产生的焦耳热为0.5J解析:vx图像是直线,假如是匀加快直线运动,依据v2-=2ax,v-x图像应当是曲线,故金属棒做变加快直线运动,故A错误;金属棒与导轨间因摩擦产生的热量等于战胜摩擦力做的功,即Q1=μmgcos30°·x=×2×10×J=10J,故B正确;经过电阻R的感觉电荷量q=t=t=t===C=0.5C,故C正确;设金属棒经某点时速度为v,挪动距离为Δx,该过程产生的焦耳热即等于战胜安培力做的功,则有F安·Δx=·Δx=·vΔx,vΔx即为v-x图线在该过程的面积,则在金属棒沿导轨向上运动1m的过程中,其面积S=1,产生的焦耳热为Q=·∑x=×1J=0.5J,因为R=r,故R产生的焦耳热为0.25J,故D错误.二、非选择题(本大题共2小题,共36分)9.(18分)(2018·湖南模拟)以以下图,A,B两物块用一根轻绳高出定滑轮相连,此中A带负电,电荷量大小为q.A静止于斜面的圆滑部分(斜面倾角为37°,其上部分圆滑,下部分粗拙且足够长,粗拙部分的动摩擦因数为μ,且μ=,上方有一个平行于斜面向下的匀强电场),轻弹簧恰巧无形变.不带电的B,C经过一根轻弹簧拴接在一同,且处于静止状态,弹簧劲度系数为k.B,C质量相等,均为m,A的质量为2m,不计滑轮的质量和摩擦,重力加快度为g.(1)电场强度E的大小为多少?(2)现忽然将电场的方向改变180°,A开始运动起来,当C恰巧要走开地面时(此时B还没有运动到滑轮处,A刚要滑上斜面的粗拙部分),B的速度大小为v,求此时弹簧的弹性势能Ep.(3)若(2)问中A刚要滑上斜面的粗拙部分时,绳索断了,电场恰巧再次反向,请问A再经多长时间停下来?解析:(1)对A,B系统,依据均衡条件对物块A有FT+Eq=2mgsin37°,对物块B有FT=mg,解得E=.(2)C刚离地时,弹簧伸长x=,由能量守恒定律得2mgxsin37°+qEx=mgx+·3mv2+Ep,解得Ep=-.(3)绳断后,对A依据牛顿第二定律,有a==-0.2g,由运动公式得,t==.因为Eq=<2mgsin37°,今后物块A不可以能上滑而保持静止,即物块A经的时间停止运动.答案:(1)(2)-(3)10.(18分)(2018·福建模拟)以以下图,倾角θ=30°、宽为L=1m的足够长的U形圆滑金属导轨固定在磁感觉强度B=1T、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上.现用一平行于导轨的F牵引一根质量m=0.2kg、电阻R=1Ω的导体棒ab由静止开始沿导轨向上滑动;牵引力的功率恒定为P=90W,经过t=2s导体棒刚达到坚固速度v时棒上滑的距离s=11.9m.导体棒ab向来垂直导轨且与导轨接触优秀,不计导轨电阻及全部摩擦,取g=10m/s2.求:(1)从开始运动抵达到坚固速度过程中导体棒产生的焦耳热Q1;(2)若在导体棒沿导轨上滑达到坚固速度前某时辰撤去牵引力,从撤去牵引力到棒的速度减为零的过程中经过导体棒的电荷量为q=0.48C,导体棒产生的焦耳热为Q2=1.12J,则撤去牵引力时棒的速度v′多大?解析:(1)导体棒达到稳准时,整个过程中,牵引力做功W=Pt,即耗费机械能为Pt,