2020年高考物理二轮复习高频考点专项训练-电学中的动量和能量问题(原卷版)

2020年高考物理二轮复习高频考点专项训练---电学中的动量和能量问题1.(2019·河北承德市联校期末)如图所示，光滑绝缘水平轨道上带正电的甲球，以某一水平初速度射向静止在轨道上带正电的乙球，当它们相距最近时，甲球的速度变为原来的eq\f(1,5).已知两球始终未接触，则甲、乙两球的质量之比是()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶42.(2019·北京市大兴区上学期期末)如图所示，在矩形MNQP区域中有一垂直纸面向里的匀强磁场．质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹．已知O是PQ的中点，不计粒子重力．从图示轨迹中可以判断()A．a粒子带负电，b粒子带正电B．c粒子的动量大小大于a粒子的动量大小C．b粒子运动的时间大于a粒子运动的时间D．b粒子的加速度大于c粒子的加速度3.(多选)(2019·河南九师联盟质检)如图所示，一长为L＝1m、质量为m＝1kg的导体棒ab垂直放在固定的足够长的光滑U形导轨底端，导轨宽度和导体棒等长且接触良好，导轨平面与水平面成θ＝30°角，整个装置处在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5T．现给导体棒沿导轨向上的初速度v0＝4m/s，经时间t0＝0.5s，导体棒到达最高点，然后开始返回，到达底端前已做匀速运动．已知导体棒的电阻为R＝0.05Ω，其余电阻不计，重力加速度g取10m/s2，忽略电路中感应电流之间的相互作用，则()A．导体棒到达导轨平面底端时，流过导体棒的电流为5AB．导体棒到达导轨平面底端时的速度大小为1m/sC．导体棒从开始运动到顶端的过程中，通过导体棒的电荷量为3CD．导体棒从开始运动到返回底端的过程中，回路中产生的电能为15J4.如图所示是计算机模拟出的一种宇宙空间的情景，在此宇宙空间内存在这样一个远离其他空间的区域(其他星体对该区域内物体的引力忽略不计)，以MN为界，上半部分匀强磁场的磁感应强度大小为B1，下半部分匀强磁场的磁感应强度大小为B2.已知B1＝4B2＝4B0，磁场方向相同，且磁场区域足够大．在距离界线MN为h的P点有一宇航员处于静止状态，宇航员以平行于MN的速度向右抛出一质量为m、电荷量为q的带负电小球，发现小球经过界线处的速度方向与界线成90°角，接着小球进入下半部分磁场．当宇航员沿与界线平行的直线匀速到达目标Q点时，刚好又接住球而静止．求：(1)请你粗略地作出小球从P点运动到Q点的运动轨迹；(2)PQ间的距离是多大；(3)宇航员的质量是多少．5.当金属的温度升高到一定程度时就会向四周发射电子，这种电子叫热电子，通常情况下，热电子的初始速度可以忽略不计．如图所示，相距为L的两块固定平行金属板M、N接在输出电压恒为U的高压电源E2上，M、N之间的电场近似为匀强电场，K是与M板距离很近的灯丝，通过小孔穿过M板与外部电源E1连接，电源E1给K加热从而产生热电子，不计灯丝对内部匀强电场的影响．热电子经高压加速后垂直撞击N板，瞬间成为金属板的自由电子，速度近似为零．电源接通后，电流表的示数稳定为I，已知电子的质量为m、电荷量为e.求：(1)电子到达N板前瞬间的速度vN的大小；(2)N板受到电子撞击的平均作用力F的大小．6.(2019·浙江杭州市高三期末)如图(俯视图)所示，质量分布均匀的总质量为M、边长为L的正方形导体线框ACDE处于某一水平面内(离地面足够高)；在t＝0时刻(图示位置)以速度v0将线框水平向右抛入宽度为L、间距也为L的间隔型磁场区域(区域足够大)；该区域内存在磁场的区域磁场方向竖直向下，磁感应强度大小均为B.若线框ACDE在整个运动过程中都保持水平状态，每条边的电阻均为R，不计空气阻力，重力加速度为g.求：(1)t＝0时刻线框CD边上的电势差UCD；(2)t＝0时刻线框加速度的大小a；(3)若线框在0～t0时间内的位移大小为s，求t＝t0时刻线框水平速度v的大小(设t0时刻线框的水平速度大于0，t0为已知量)．7.(2019·江西重点中学协作体第一次联考)固定在竖直平面内的固定光滑绝缘轨道LMN，其中MN水平且足够长，LM下端与MN平滑相接．在OP与QR之间的区域内有方向如图所示的匀强电场和匀强磁场．质量为m和5m的绝缘小物块C、D(可视为质点)，其中D带有电荷量q，C不带电，现将物块D静止放置在水平轨道的MO段，将物块C从离水平轨道MN距离h高的L处由静止释放，物块C沿轨道下滑进入水平轨道，然后与D正碰(C、D的电荷量都不变)，碰后物块C被反弹，物块D进入虚线OP右侧的复合场中沿直线OQ运动且恰好对水平轨道无压力，最后离开复合场区域．已知：重力加速度g、电场强度E＝eq\f(mg,q)、磁感应强度B＝eq\f(8m,q)eq\r(\f(2g,h))，求：(1)物块D进入复合场的速度大小；(2)物块C反弹后滑回斜面LM的最大高度H；(3)若已知OQ间距为h，保持其他条件不变，仅将电场强度增大为E2＝5E，同时磁感应强度减小为B2＝eq\f(B,8)，求物块D离开电磁场后所到达轨迹最高点与水平轨道MN之间的高度差．8.如图所示，在光滑绝缘水平面上由左向右沿一条直线等间距的排着多个形状相同的静止的带正电荷的绝缘小球，依次编号为1、2、3…每个小球所带的电荷量都相等且均为q＝T．现给第一个小球一个水平速度v0＝8m/s，使第一个小球向前运动并且与后面的小球发生弹性正碰，若碰撞过程中电荷不转移，则第几个小球被碰后可以脱离地面？(不计电荷之间的库仑力，取g＝10m/s2)9.(2019·浙江宁波市3月模拟)如图所示，两根一端带有挡柱的金属导轨MN和PQ与水平面成θ＝37°角，两导轨间距L＝1m，导轨自身电阻不计，整个装置处在磁感应强度大小B＝2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上．两根完全相同的金属棒ab和cd，每根棒长为L，质量m＝1kg，电阻R＝1Ω，垂直放在导轨平面上且始终与导轨保持良好接触．现让金属棒cd靠在挡柱上，金属棒ab在沿斜面向上的外力F作用下从轨道上某处由静止开始做加速度a＝2.5m/s2的匀加速直线运动，直到金属棒cd刚要滑动时撤去外力F；此后金属棒ab继续向上运动0.35s后减速为0，且金属棒ab向下返回到初始出发点时的速度大小为1m/s.已知两金属棒与导轨间的动摩擦因数均为0.5，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2.求：(1)金属棒cd刚要滑动时，金属棒ab的速度大小；(2)金属棒ab沿斜面向上匀加速运动过程中外力的最大值；(3)金属棒ab从最高点返回到初始出发点过程中，金属棒ab产生的焦耳热．10.(2019·福建福州市期末质量检测)如图所示，空间存在一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B；边长为L的正方形金属框abcd(简称方框)放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的U形金属框架MNQP(仅有MN、NQ、QP三条边，简称U形框)，U形框的M、P端的两个触点与方框接触良好且无摩擦，其他地方没有接触．两个金属框每条边的质量均为m，每条边的电阻均为r.(1)若方框固定不动，U形框以速度v0垂直NQ边向右匀速运动，当U形框的接触点M、P端滑至方框的最右侧时，如图乙所示，求U形框上N、Q两端的电势差UNQ；(2)若方框