高考物理二轮复习押题专练专题05 功能关系在电磁学中的应用Word文档格式.docx

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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　小物块在B点时E1＝mgx1sinθ，解得m＝，选项C正确；

小物块由A到B的过程中，据动能定理，可得qUAB＋WG＝0，由功能关系知WG＝－E1，故有qUAB＝E1，故只能求得小物块由A到B的过程中电场力所做的功（或小物块电势能的减少量），无法求出小物块的带电量及A、B两点间的电势差，选项A、B错误；

小物块向上运动的过程中，开始时库仑力大于重力沿斜面向下的分力，小物块向上加速，随着向上运动，库仑力减小，当库仑力等于重力沿斜面向下的分力时，小物块的速度达到最大，此时有mgsinθ＝k，因q未知，故无法求得小物块到斜面底端的距离r，选项D错误．

3．如图2－6－15所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g.则此过程中（　　）

图2－6－15

A．杆的速度最大值为

B．安培力做的功等于电阻R上产生的热量

C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量

D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量

答案　D

4．质量为m的带正电小球由空中某点自由下落，下落高度h后在整个空间加上竖直向上的匀强电场，再经过相同时间小球又回到原出发点，不计空气阻力，且整个运动过程中小球从未落地，重力加速度为g，则（　　）

A．从加电场开始到小球返回原出发点的过程中，小球电势能减少了mgh

B．从加电场开始到小球下落最低点的过程中，小球动能减少了mgh

C．从开始下落到小球运动至最低点的过程中，小球重力势能减少了mgh

D．小球返回原出发点时的速度大小为

答案　B

5．如图2－6－16所示，两平行金属板水平放置，板长为L，板间距离为d，板间电压为U，一不计重力、电荷量为q的带电粒子以初速度v0沿两板的中线射入，经过t时间后恰好沿下板的边缘飞出，则（　　）

图2－6－16

A．在前时间内，电场力对粒子做的功为Uq

B．在后时间内，电场力对粒子做的功为Uq

C．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶1

D．在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶2

解析　粒子在两平行金属板间做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在前后两个的时间内沿电场线方向的位移之比为1∶3，则在前时间内，电场力对粒子做的功为Uq，在后时间内，电场力对粒子做的功为Uq，选项A错，B对；

由W＝Eq·

s知在粒子下落的前和后过程中，电场力做功之比为1∶1，选项C对，D错．

答案　BC

6.如图2－6－17所示，绝缘杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用，初始时杆与电场线垂直．现将杆右移，同时顺时针转过90°

，发现A、B两球电势能之和不变．根据如图给出的位置关系，下列说法正确的是（　　）

图2－6－17

A．A一定带正电，B一定带负电

B．A、B两球所带电量的绝对值之比qA∶qB＝1∶2

C．A球电势能一定增加

D．电场力对A球和B球做功的绝对值相等答案　BD

7．如图2－6－18所示，光滑绝缘细管与水平面成30°

角，在管的上方P点固定一个点电荷＋Q，P点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A与P点连线水平．电荷量为－q的小球（小球直径略小于细管内径）从管中A处由静止开始沿管向下运动，在A处时小球的加速度为a.图中PB⊥AC，B是AC的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响．则在＋Q形成的电场中（　　）

图2－6－18

A．A点的电势高于B点的电势

B．B点的电场强度大小是A点的4倍

C．小球从A到C的过程中电势能先减小后增大

D．小球运动到C处的加速度为g－a

答案　BCD

8．如图2－6－19所示，相距为L的两条足够长的平行金属导轨，与水平面的夹角为θ，导轨上固定有质量为m，电阻为R的两根相同的导体棒，导体棒MN上方轨道粗糙，下方光滑，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B.将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN下滑而EF保持静止，当MN下滑速度最大时，EF与轨道间的摩擦力刚好到达最大静摩擦力，下列叙述正确的是（　　）

图2－6－19

A．导体棒MN的最大速度为

B．导体棒EF与轨道之间的最大静摩擦力为mgsinθ

C．导体棒MN受到的最大安培力为mgsinθ

D．导体棒MN所受重力的最大功率为

解析　当导体棒MN匀速运动时速度最大，由平衡条件得mgsinθ＝，则得最大速度为v＝，选项A正确；

由题意知，当MN下滑的速度最大时，EF与轨道间的摩擦力刚好达到最大静摩擦力，两棒所受的安培力大小相等，方向相反，则对EF棒，有mgsinθ＋＝fm，则可得最大静摩擦力为fm＝2mgsinθ，选项B错误；

导体棒MN匀速运动时速度最大，感应电流最大，所受的安培力也最大，由平衡条件可知，最大安培力为Fm＝mgsinθ，选项C正确；

导体棒MN所受重力的最大功率为Pm＝mgsinθ·

v＝，选项D错误．

答案　AC

9.（多选）如图1所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场E，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端拴接一不计质量的绝缘薄板.一带正电的小滑块，从斜面上的P点处由静止释放后，沿斜面向上运动，并能压缩弹簧至R点（图中未标出），然后返回，则（　　）

图1

A.滑块从P点运动到R点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功之和

B.滑块从P点运动到R点的过程中，电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和

C.滑块返回时能到达的最低位置在P点的上方

D.滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量之差

10.（多选）如图2所示，匀强电场的电场强度为E，方向水平向左，一带电量为＋q，质量为m的物体放在光滑水平面上，在恒力F作用下由静止开始从O点向右做匀加速直线运动，经时间t力F做功60J，此后撤去力F，物体又经过相同的时间t回到出发点O，设O点的电势能为零，则下列说法正确的是（　　）

图2

A.物体回到出发点的速度与撤去力F时的速度大小之比为2∶1

B.恒力F＝4qE

C.撤去力F时，物体的电势能为45J

D.在撤去力F之前的任一时刻，动能与电势能之比均为1∶3

答案　ACD

解析　在恒力F作用下的加速度大小为a1，撤去恒力F后的加速度大小为a2，匀加速运动的位移大小x1＝a1t2，撤去拉力后的位移大小x2＝a1t·

t－a2t2

根据x1＝－x2得a2＝3a1.根据牛顿第二定律得，a1＝，a2＝，联立解得F电＝qE＝F.故B错误.

11.（多选）如图3所示，物体A和带负电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A、B的质量分别是m和2m，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平面上.另一端与物体A相连，倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，整个系统不计一切摩擦.开始时，物体B在一沿斜面向上的外力F＝3mgsinθ的作用下保持静止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力F，直到物体B获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，则在此过程中（　　）

图3

A.对于物体A、B、弹簧和地球组成的系统，电场力做功等于该系统增加的机械能

B.物体A、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体B电势能的减少量

C.B的速度最大时，弹簧的伸长量为

D.撤去外力F的瞬间，物体B的加速度为

12.（多选）如图4所示，在一竖直平面内，BCDF段是半径为R的圆弧挡板，AB段为直线型挡板（长为4R），两者在B点相切，θ＝37°

，C、F两点与圆心等高，D在圆弧形挡板的最低点，所有接触面均光滑、绝缘，挡板处于场强为E，方向水平向左的匀强电场中，现将带电量为＋q、质量为m的小球从挡板内侧的A点由静止释放，小球沿挡板内侧ABCDF运动到F点后抛出，在这段运动过程中，下列说法正确的是（sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8）（　　）

图4

A.匀强电场的场强大小可能等于

B.小球运动到D点时动能一定不是最大

C.小球机械能增加量的最大值为2.6qER

D.小球从B到D运动过程中，动能的增量为1.8mgR－0.8EqR

13.质量为m、长度为l的金属棒MN两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B.开始时细线竖直，当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，若已知细线与竖直方向的最大夹角为60°

，如图5所示，则棒中电流（　　）

图5

A.方向由M向N，大小为

B.方向由N向M，大小为

C.方向由M向N，大小为

D.方向由N向M，大小为

14.（多选）如图6所示，光滑的水平轨道AB与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，水平轨道AB部分存在水平向右的匀强电场E，半圆形轨道处于竖直平面内，B为最低点，D为最高点.一质量为m、带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动，并能恰好通过最高点D，则下列物理量的变化对应关系正确的是（　　）

图6

A.其他条件不变，R越大，x越大

B.其他条件不变，m越大，x越大

C.其他条件不变，E越大，x越大

D.其他条件不变，R越大，小球经过B点瞬间对轨道的压力越大

答案　AB

解析　小球在BCD部分做圆周运动，在D点，由牛顿第二定律有：

mg＝m，小球由B到D的过程中机械能守恒：

mv＝mg×

2R＋mv，联立解得：

vB＝，R越大，小球经过B点时的速度越大，则x越大，选项A正确；

小球由A到B，由动能定理得：

qEx＝mv，将vB＝代入得：

qEx＝mgR，知m越大，x越大，B正确；

E越大，x越小，C错误；

在B点有：

FN－mg＝m，将vB＝代入得：

FN＝6mg，选项D错误.

15.（多选）如图7所示，竖直平面内有两条水平的平行虚线ab、cd，间距为d，其间（虚线边界上无磁场）有磁感应强度为B的匀强磁场，一个正方形线框边长为L，质量为m，电阻为R.线框位于位置1时，其下边缘到ab的距离为h.现将线框从位置1由静止释放，依次经过2、3、4三个位置，其下边框刚进入磁场和刚要穿出磁场时的速度相等，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

图7

A.线框在经过2、3、4三个位置时，位置3时线框速度一定最小

B.线框进入磁场过程中产生的电热Q＝mg（d－L）

C.线框从位置2下落到位置4的过程中加速度