高考物理知识点《动能定理及应用》高频试题强化练习(2018年最新版)(十)

时间:2018-03-18 09:00:09

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1、简答题  如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2×104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2×10-5C,且都带负电,原来都被按在桌面上的P点.现设法使A物体获得和电场E同方向的初速vA0=12m/s,A开始运动的加速度大小为6m/s2,经τ时间后,设法使B物体获得和电场E同方向的初速vB0=6m/s(不计A、B两物体间的库仑力),求:
(1)在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值;
(2)如果要使A尽快与B相遇,τ为多大?91考试网


参考答案:(1)A释放后,根据牛顿第二定律有
? qE+f=ma,得f=0.2N,
A速度减到零所用时间为 t=vAOa=2s,
经过的位移为s=v2AO2a=12m,
所以在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值为△Emax=qEs=4.8J.
(2)因为B的速度较小,要尽快相遇,对应B减速到零时与A相遇,
B的最大位移为 sB=v2BO2a=3m,花时tB=vBOa=1s,
对于A:返回时qE-f=ma′,得a′=2m/s2.
A返回走了s′=s-sB=9m,用时tA=


本题解析:


本题难度:一般



2、填空题  某物块以80J初动能从固定斜面底端上滑,以斜面底端为零势能参考平面,到达最高点时物块的重力势能为50J.在返回斜面底端的过程中,当物块的重力势能为20J时,动能为______J;当物块下滑到动能和势能恰好相等时,其机械能为______J.


参考答案:从斜面底端到顶部过程,根据动能定理,有:-mgxsinθ-fx=0-80? ①
在最高点,重力势能为:mgxsinθ=50? ②
下滑过程,根据动能定理,有:mgx1sinθ-fx1=Ek-0? ③
此时重力势能为:mg(x-x1)sinθ=20? ④
联立①②③④式,解得:Ek=12J;
当物块下滑到动能和势能恰好相等时,假设下滑位移为x2,对从最高点到该点过程,根据动能定理,有:
mgx2sinθ-fx2=Ek2-0? ⑤
此位置,有:Ek2=Ep2? ? ⑥
Ep2=mg(x-x2)? ⑦
联立①②⑤⑥⑦解得:Ek2=Ep2=1007J,故机械能E=Ek2+Ep2=200J7≈28.6J;
故答案为:12,28.6.


本题解析:


本题难度:一般



3、简答题  如图所示,N匝矩形金属线圈的质量为m,电阻为R,放在倾角为θ的光滑斜面上,其ab边长度为L且与斜面底边平行.与ab平行的两水平虚线MN、PQ之间,在t=0时刻加一变化的磁场,磁感应强度B大小随时间t的变化关系为B=Kt,方向垂直斜面向上.在t=0时刻将线圈由图中位置静止释放,在t=t1时刻ab边进入磁场,t=t2时刻ab边穿出磁场.线圈ab边刚进入磁场瞬间电流为0,穿出磁场前的瞬间线圈加速度为0.(重力加速度为g)求:
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(1)MN、PQ之间的距离d;
(2)从t=0到t=t1运动过程中线圈产生的热量Q;
(3)线圈的ab边在穿过磁场过程中克服安培力所做的功W.


参考答案:(1)线圈进入磁场前做匀加速运动,
由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,a=gsinθ,
当t=t1时,线圈的速度:v1=at1=gsinθt1…①
由法拉第电磁感应定律得,由于磁场变化产生的感应电动势:
E1=N△Φ△t=NS△B△t=NdlKt1-0t1-0=NKld,
ab边切割磁感线产生的感应电动势:
E1′=NB1lv1=NKlgt12sinθ,
由题意可知瞬间电流为0,
则:E合=E1-E1′=0
即:NKdl=NKlgt12sinθ,
∴磁场宽度:d=gt12sinθ;
(2)由(1)可知:E1=NKld,感应电流:I=E1R=NKldR,
从t=0到t=t1运动过程中线圈产生的热量Q:
?Q=I2Rt1=N2k2L2g2sin2θt51R;
(3)当t=t2时,由题意知:mgsinθ-NB2I2L=0,
设ab边穿出磁场瞬间的速度为v2,
ε2=NB2Lv2,I2=NB2Lv2R,
∴v2=mgRsinθN2k2t2L2,
由动能定理:12mv22-12mv21=mgdsinθ-W,
解得:W=12mg2sin2θ(3t21-m2R2N4k4t42L4);
答:(1)MN、PQ之间的距离为gt12sinθ;
(2)从t=0到t=t1运动过程中线圈产生的热量为N2K2L2g2(sinθ)2t51R;
(3)线圈的ab边在穿过磁场过程中克服安培力所做的功为12mg2sin2θ(3t21-m2R2N4K4L4t42).


本题解析:


本题难度:一般



4、选择题  如图所示,拉力F将物体沿斜面拉下,已知拉力大小与摩擦力大小相等,则下列说法中正确的是(  )
A.物体的总机械能增加
B.物体的总机械能保持不变
C.物体的总机械能减少
D.合外力对物体做功为零
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参考答案:A、B、C、对物体受力分析,受重力、拉力、摩擦力和支持力,拉力和摩擦力平衡,故总功等于重力的功,故机械能总量保持不变,故A错误,B正确,C错误;
D、对物体受力分析,受重力、拉力、摩擦力和支持力,拉力和摩擦力平衡,故合外力对物体做功等于重力做功,故总功不为零,故D错误;
故选B.


本题解析:


本题难度:一般



5、选择题  A、B两物体在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力F作用下,由静止开始通过相同的位移s。若A的质量大于B的质量,则在这一过程中
[? ]
A.A获得的动能较大
B.B获得的动能较大
C.A、B获得的动能一样大
D.无法比较A、B获得的动能大小


参考答案:C


本题解析:


本题难度:简单




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