2019届高考物理二轮复习专项突破训练: 电学中的动量和能量问题 Word版含解析.pdf
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1、电学中的动量和能量问题电学中的动量和能量问题 1如图 1 所示,光滑绝缘水平轨道上带正电的甲球,以某一水平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 .已知两球始终未接触, 则甲、 1 5 乙两球的质量之比是( ) 图 1 A11 B12 C13 D14 2(多选)如图 2 所示,水平面上有相距为L的两光滑平行金属导轨,导轨上静止放有 金属杆a和b,两杆均位于匀强磁场的左侧,让杆a以速度v向右运动,当杆a与杆b发生 弹性碰撞后,两杆先后进入右侧的磁场中,当杆a刚进入磁场时,杆b的速度刚好为a的 一半已知杆a、b的质量分别为 2m和m,接入电路的电阻均为R,其
2、他电阻忽略不计,设 导轨足够长,磁场足够大,则( ) 图 2 A杆a与杆b碰撞后,杆a的速度为 ,方向向右 v 3 B杆b刚进入磁场时,通过b的电流为来源:Z_xx_k.Com 2BLv 3R C从b进入磁场至a刚进入磁场时,该过程产生的焦耳热为mv2 7 8 D杆a、b最终具有相同的速度,大小为2v 3 3两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨 上垂直放置两根导体棒a和b, 俯视图如图 3 甲所示 两根导体棒的质量均为m, 电阻均为R, 回路中其余部分的电阻不计, 在整个导轨平面内, 有磁感应强度大小为B的竖直向上的匀强 磁场 导体棒与导轨接触良好且均可沿导
3、轨无摩擦地滑行, 开始时, 两棒均静止, 间距为x0, 现给导体棒a一向右的初速度v0,并开始计时,可得到如图乙所示的 vt图象(v表示 两棒的相对速度,即 vvavb) 图 3 (1)试证明:在 0t2时间内,回路产生的焦耳热与磁感应强度B无关; (2)求t1时刻,棒b的加速度大小; (3)求t2时刻,两棒之间的距离 4如图 4 甲所示,一倾角为37、高为h0.3 m 的绝缘斜面固定在水平面上,一 可视为质点的质量为m1 kg、 带电荷量q0.02 C 的物块放在斜面顶端, 距斜面底端L 0.6 m 处有一竖直放置的绝缘光滑半圆轨道, 半径为R0.2 m, 半圆轨道底端有一质量M1 kg 可
4、视为质点的绝缘小球,半圆轨道底端与斜面底端之间存在如图乙所示的变化电场(水平 向右为正方向,图乙中O点对应坐标原点,虚线与坐标轴围成的图形是椭圆一部分,椭圆面 积公式Sab,a、b分别为半长轴和半短轴)现给物块一沿斜面向下的初速度v0,物块 运动到半圆轨道处与小球发生对心弹性碰撞, 不计物块经过斜面底端时的能量损失, 已知物 块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g10 m/s2,sin 370.60, cos 370.80. 图 4 (1)若小球不脱离半圆轨道,求物块在斜面顶端释放的初速度v0的范围; (2)若小球能通过最高点,并垂直打在斜面上,求小球离开半圆轨道时的速度大小及
5、小 球打在斜面上的位置 5如图 5 所示,绝缘水平桌面上方区域存在竖直向上的匀强电场,电场强度E5 N/C, 过桌左边缘的虚线PQ上方存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B T,虚线PQ与 3 水平桌面成 45角,现将一个质量m12.0103 kg、带正电q4.0103 C 的物块A静 置在桌面上,质量m21.0103 kg、不带电的绝缘物块B从与A相距L2.0 m 处的桌面 上以v05.0 m/s 的初速度向左运动物块A、B与桌面间的动摩擦因数均为0.4,二者 在桌面上发生碰撞(碰撞时间极短,A、B间无电荷转移),碰撞后B反弹速度大小为vB1.0 m/s,A向左运动进入磁场,(重力加速度g
6、取 10 m/s2,结果保留两位有效数字)求: 图 5 (1)碰撞后物块A的速度; (2)物块A从进入磁场到再次回到桌面所用时间; (3)若一段时间后A、B在桌面上相遇,求碰撞前A与桌面左边缘P的距离 6(2018天津卷12)真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动 动能的装置 图 6 甲是某种动力系统的简化模型, 图中粗实线表示固定在水平面上间距为l 的两条平行光滑金属导轨,电阻忽略不计ab和cd是两根与导轨垂直、长度均为l、电阻 均为R的金属棒,通过绝缘材料固定在列车底部,并与导轨良好接触,其间距也为l,列车 的总质量为m.列车启动前,ab、cd处于磁感应强度为B的匀强磁场中
7、,磁场方向垂直于导 轨平面向下,如图甲所示为使列车启动,需在M、N间连接电动势为E的直流电源,电源 内阻及导线电阻忽略不计列车启动后电源自动关闭 图 6 (1)要使列车向右运行,启动时图甲中M、N哪个接电源正极,并简要说明理由 (2)求刚接通电源时列车加速度a的大小 (3)列车减速时,需在前方设置如图乙所示的一系列磁感应强度为B的匀强磁场区域, 磁场宽度和相邻磁场间距均大于l.若某时刻列车的速度为v0, 此时ab、cd均在无磁场区域, 试讨论:要使列车停下来,前方至少需要多少块这样的有界磁场? 参考答案参考答案 1.答案 D 2.答案 ABC 3.答案 见解析 解析 (1)t2时刻,两棒速度相
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