高考物理答题模板《机械能综合应用》高频试题巩固(2017年最新版)(十)

时间:2017-03-05 16:55:44

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1、计算题  (18分)如图所示,地面上方两个竖直放置的平行金属极板,左极板带正电,右极板带负电,两板间形成匀强电场,带电颗粒从中线上A点处静止释放。己知A点距两板上端h=0.2m,两板间距d=0.4m,板的长度L=0.25m,电场仅局限于平行板之间,颗粒所带电量与其质量之比 C/kg,颗粒刚好从左极板边缘离开电场,取g=10

(1)颗粒刚进入电场时的速度多大?
(2)颗粒带何种电荷?两极板间的电压多大?
(3)颗粒刚离开电场时的速度是多大?


参考答案:(1)2m/s (2)1.6×106V (3)5m/s


本题解析:(1)颗粒自由下落,可知:(2分),得v1=2m/s(2分)
(2)依题意,颗粒带负电荷(1分)
竖直方向,颗粒匀加速下落,(2分),得:t=0.1s(1分)
水平方向,颗粒匀加速,(2分),得:a="40" m/s2(1分)
由牛顿第二定律,(1分)
(1分),(1分)
联立得:U=1.6×106V(1分)
(3)颗粒由释放到达地面,由动能定理:(2分)
得:v=5m/s(1分)
考点:本题考查自由落体运动、动能定理


本题难度:一般



2、计算题  (9 分)如图所示,光滑水平地面上静止一质量为 2m 的物体A,在A的右侧一定距离处,质量为 3m 的弹性小球B物体悬挂在长为L的轻绳下,恰好与水平面接触,一颗质量为m的子弹以某一速度射入A,并留在A中,与B发生碰撞后轻绳最大摆角为 60° ,求子弹的速度 v0.


参考答案:


本题解析:对子弹、物体A有:                (2分)
对子弹、物体A、B有:        (2分)
     (2分)
对物体B有:                      (2分)
解得:          (1分)
考点:本题考查动量守恒


本题难度:一般



3、选择题  如图A,用力F拉一质量为1 kg的小物块使其由静止开始向上运动,经过一段时间后撤去F。以地面为零势能面,物块的机械能随时间变化图线如图B.所示,已知2 s末拉力大小为10 N,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则(     )

A.力F做的功为50 J
B.1 s末力F的功率为25 W
C.2 s末物块的动能为25 J
D.落回地面时物块的动能为50 J


参考答案:ABD


本题解析:小物块只受到F和G两个力,由功能关系可知,F做的功等于物体机械能的增量,故F做的功为50 J,A选项正确。E=Pt,所以F在1 s末的功率就是1 s末E-t图线的斜率,为25 W,故B选项正确。2 s末物块的功率为25 W=Fv,可得v==="2.5" m/s,小物块的动能为Ek=mv2=×1×2.52 J="3.125" J,故C选项错误。下落的过程中只受到重力,机械能守恒,故动能为50 J,D选项正确。
考点:机械能守恒定律
点评:掌握机械能守恒的条件,能利用功能关系,知道瞬时功率的求法,还要能从图线中挖掘出尽可能多的有效信息。


本题难度:一般



4、选择题  如图所示,带负电荷的摆球,在一匀强磁场中摆动。匀强磁场的方向垂直纸面向里,摆球在A、B两点间摆动过程中,由A摆到最低点C时,轻质绝缘摆线拉力的大小为F1,摆球加速度大小为a1;由B摆到最低点C时,该摆线拉力的大小为F2,摆球加速度大小为a2,空气阻力不计,则

A.F1>F2,a1=a2       B.F1<F2,a1=a2
C.F1>F2,a1>a2             D.F1<F2,a1<a2


参考答案:B


本题解析:摆动过程中洛伦兹力不做功,摆球机械能守恒,从两边摆到C点的速度大小相等,。摆球由A摆到C时,洛伦兹力竖直向上,,摆球由B摆到C时,洛伦兹力竖直向下,,所以选择B。
考点:向心力;洛伦兹力。


本题难度:一般



5、计算题  (19分)如图所示,带正电的绝缘小滑块A,被长R=0.4m的绝缘细绳竖直悬挂,悬点O距水平地面的高度为3R;小滑块B不带电.位于O点正下方的地面上。长L=2R的绝缘水平传送带上表面距地面的高度h=2R,其左端与O点在同一竖直线上,右端的右侧空间有方向竖直向下的匀强电场。在O点与传送带之间有位置可调的固定钉子(图中未画出),当把A拉到水平位置由静止释放后,因钉子阻挡,细绳总会断裂,使得A能滑上传送带继续运动,若传送带逆时针匀速转动,A刚好能运动到传送带的右端。已知绝缘细绳能承受的最大拉力是A重力的5倍,A所受电场力大小与重力相等,重力加速度g=10m/s2,A.B均可视为质点,皮带传动轮半径很小,A不会因绳断裂而损失能量、也不会因摩擦而损失电荷量。试求:

(1)钉子距O点的距离的范围。
(2)若传送带以速度v0=5m/s顺时针匀速转动,在A刚滑到传送带上时,B从静止开始向右做匀加速直线运动,当A刚落地时,B恰与A相碰。试求B做匀加速运动的加速度大小(结果可用根式表示)


参考答案:(1)    (2)


本题解析:
(1)在A运动到最低点的过程中,由机械能守恒定律,有:  (2分)
得:  (1分)
A到最低点,绳子被挡住时,有:  (1分)
时,解得  (1分)
故钉子距离O点的距离范围是:.  (1分)
(2)在A运动到传送带右端的过程中,因钉子挡绳不损失能量,有动能定理有:
    (2分)
解得:    (1分)
,所以A在传送带上将做加速运动,假设A一直加速,到右端的速度为
由动能定理有:  (1分)
解得:      (1分)
,假设成立,A一直做加速运动;因皮带传动轮半径很小,故A在传送带右端将以的初速度做类平抛运动   (1分)
对A:设在传送带上运动的时间为t1,类平抛运动的时间为t2,
有运动学规律传送带上:  (1分)
类平抛运动   (1分)
    (1分)
   (1分)
解得:
对B:设匀加速过程的加速度大小为,则有:
位移   (1分)
解得  (2分)
考点:本题考查了平抛运动规律、动能定理和机械能守恒定律的应用


本题难度:困难




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