资源描述
专题达标测试专题达标测试一、选择题一、选择题 (每小题每小题5分分,共共60分分)1.(2009辽宁省普通高校招生统一考试测试辽宁省普通高校招生统一考试测试)如图如图4-1 所示所示,斜面体固定在水平地面上斜面体固定在水平地面上,用一根轻绳跨过定用一根轻绳跨过定 滑轮连接甲、乙两滑块滑轮连接甲、乙两滑块,使其静止于两斜面等高处使其静止于两斜面等高处, 轻绳均与斜面平行轻绳均与斜面平行.甲、乙可看成质点甲、乙可看成质点,不计一切摩不计一切摩 擦擦.若剪断轻绳若剪断轻绳(sin 37=0.6,sin 53=0.8) ( )A.甲、乙落地时的速度大小相等甲、乙落地时的速度大小相等B.甲、乙落地时的动能之比为甲、乙落地时的动能之比为4 3C.甲、乙落地时重力的功率之比为甲、乙落地时重力的功率之比为1 1D.甲、乙在下滑过程中重力做功相等甲、乙在下滑过程中重力做功相等图图4-1答案答案ABC解析解析 m m甲甲g gsin 37=m m乙乙g gsin 53, m m甲甲= m m乙乙,3m m甲甲=4m m乙乙,由机械能守恒定律知由机械能守恒定律知A、B正确正确, ,D错错; ;由由于于P P=mgmgv vsin得得 ,C正确正确.5354153sin37sin乙乙甲甲甲甲mmPP乙2.如图如图4-2所示所示,表面粗糙的斜面固定于地面上表面粗糙的斜面固定于地面上,并处并处 于方向垂直纸面向外、强度为于方向垂直纸面向外、强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中,质质 量为量为m m、带电荷量为、带电荷量为+Q Q的小滑的小滑 块从斜面顶端由静止下滑块从斜面顶端由静止下滑.在滑在滑 块下滑的过程中块下滑的过程中,下列判断正确下列判断正确 的是的是 ( )图图4-2A.滑块受到的摩擦力不变滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能与滑块到达地面时的动能与B B的大小无关的大小无关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D.B B很大时很大时,滑块可能静止于斜面上滑块可能静止于斜面上解析解析 滑块下滑的过程中滑块下滑的过程中, ,受力分析如受力分析如右图所示右图所示, ,C对对; ;摩擦力摩擦力F Ff=F FN,而而F FN=G G2+F F洛洛=G G2+q qv vB B,由于由于G G2不变不变,v v增大增大, ,故故F FN增大增大, ,F Ff增大增大,A错错; ;由于摩擦力的大小与由于摩擦力的大小与B B有关有关, ,而滑块到达地面时的而滑块到达地面时的动能与重力做功和摩擦力做功有关动能与重力做功和摩擦力做功有关, ,故故B错错; ;若若B B很大很大时时, ,摩擦力增大较快摩擦力增大较快, ,当摩擦力增大到当摩擦力增大到F Ff=G G1之后之后, ,滑块滑块将保持匀速将保持匀速, ,不可能静止于斜面上不可能静止于斜面上, ,D错错. .答案答案 C3.(2009杭州市模拟三杭州市模拟三)如图如图4-3所示所示, 下端固定在地面上的竖直轻弹簧下端固定在地面上的竖直轻弹簧,从从 它的正上方它的正上方H H高处有一物块自由落高处有一物块自由落 下下,落到弹簧上后将弹簧压缩落到弹簧上后将弹簧压缩.如果如果 分别从分别从H H1和和H H2(H H1H H2)高处释放物块高处释放物块,物块落到弹物块落到弹 簧上将弹簧压缩的过程中获得的最大动能分别是簧上将弹簧压缩的过程中获得的最大动能分别是 E Ek1和和E Ek2,在具有最大动能时刻的重力势能分别是在具有最大动能时刻的重力势能分别是 E Ep1和和E Ep2(以地面为参照系以地面为参照系),那么有那么有 ( )图图4-3A.E Ek1=E Ek2,E Ep1=E Ep2 B.E Ek1E Ek2,E Ep1E Ep2C.E Ek1E Ek2,E Ep1=E Ep2 D.E Ek1E Ek2,E Ep1mgmg,功率功率P PF FT Tmgmgv vsin,D错错. .11.如图如图4-11所示所示,虚线虚线EFEF的下方存在着正交的匀强电的下方存在着正交的匀强电 场和匀强磁场场和匀强磁场,电场强度为电场强度为E E,磁感应磁感应 强度为强度为B B.一带电微粒自离一带电微粒自离EFEF为为h h的的 高处由静止下落高处由静止下落,从从B B点进入场区点进入场区, 做了一段匀速圆周运动做了一段匀速圆周运动,从从D D点射点射 出出.下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ) A.微粒受到的静电力的方向一定竖直向上微粒受到的静电力的方向一定竖直向上 B.微粒做圆周运动的半径为微粒做圆周运动的半径为 C.从从B B点运动到点运动到D D点的过程中微粒的电势能先增大点的过程中微粒的电势能先增大 后减小后减小 D.从从B B点运动到点运动到D D点的过程中微粒的电势能和重力点的过程中微粒的电势能和重力 势能之和在最低点势能之和在最低点C C最小最小图图4-11ghBE2答案答案 ABC解析解析 由由v v2=2ghgh,得到得到粒子做匀速圆周运动粒子做匀速圆周运动, ,可以判断可以判断qEqE=mgmg,可得可得根据洛伦兹力提供向心力根据洛伦兹力提供向心力可以推出圆周运动半径为可以推出圆周运动半径为根据静电力向上根据静电力向上, ,所以从所以从B B点运动到点运动到D D点的过程中微粒点的过程中微粒的电势能先增大后减小的电势能先增大后减小; ;电势能加重力势能再加粒子电势能加重力势能再加粒子的动能守恒的动能守恒, ,所以所以B B点运动到点运动到D D点的过程中电势能和重点的过程中电势能和重力势能之和不变力势能之和不变. .2ghv gqEm rvv2mBqghBE212.(2009福建福建18)如图如图4-12所示所示,固定放置在同一水固定放置在同一水 平面内的两根平行长直金属导轨的间距为平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d d,其右其右 端接有阻值为端接有阻值为R R的电阻的电阻,整个装置处在竖直向上磁整个装置处在竖直向上磁 感应强度大小为感应强度大小为B B的匀强磁场中的匀强磁场中.一质量为一质量为m m(质量质量 分布均匀分布均匀)的导体杆的导体杆abab垂直于导轨放置垂直于导轨放置,且与两导且与两导 轨保持良好接触轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为杆与导轨之间的动摩擦因数为. 现杆在水平向左、垂直于杆的恒力现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F F作用下从静止作用下从静止 开始沿导轨运动距离开始沿导轨运动距离l l时时,速度速度 恰好达到最大恰好达到最大(运动过程中杆运动过程中杆 始终与导轨保持垂直始终与导轨保持垂直).设杆接设杆接 入电路的电阻为入电路的电阻为r r,导轨电阻不导轨电阻不 计计,重力加速度大小为重力加速度大小为g g.则此过程则此过程 ( )图图4-12A.杆的速度最大值为杆的速度最大值为B.流过电阻流过电阻R R的电量为的电量为C.恒力恒力F F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变 化量化量D.恒力恒力F F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变 化量化量22)(dBRmgFrRBdl答案答案 BD解析解析 当当v v最大时有最大时有F F=F Ff+F F安安,即即F F=mgmg+ ,v v= ;通过电阻通过电阻R R的电量的电量q q= ;由动能定理有由动能定理有WWF+WWf+WWF F安安=E Ek,其中其中WWf0,WWF安安0,故故B、D对对. .rRv22dB22)(dBrRmgFrRBdlrR二、解答题二、解答题(每小题每小题10分分,共共40分分)13.一静止的物体所受到的合外力一静止的物体所受到的合外力 随时间的变化关系如图随时间的变化关系如图4-13所所 示示,图中图中F F1、F F2未知未知,已知物体已知物体 从从t t=0时刻出发时刻出发,在在3t t0时刻恰又时刻恰又 返回到出发点返回到出发点.试求试求: (1)t t0时刻物体的速度时刻物体的速度v v1与与3t t0时刻物体的速度时刻物体的速度v v2 之比之比. (2)F F1与与F F2之比之比.图图4-13解析解析 (1)由图可知由图可知F F1作用时间为作用时间为t t0,物体做匀加速运动物体做匀加速运动, ,然后改为反向然后改为反向F F2作用时间为作用时间为2t t0,物体先减速再反向物体先减速再反向加速至出发点加速至出发点.设设F F1作用下物体的位移为作用下物体的位移为s s,则有则有 F F2作用下物体的位移为作用下物体的位移为-s-s,有有 联立联立可得可得 (2)对于对于F F1作用的过程作用的过程, ,根据动能定理有根据动能定理有 对于对于F F2作用的过程作用的过程, ,根据动能定理有根据动能定理有 由由得得012tsv02122）-（tsvv 3221vv21121vmsF212222121vvmmsF5421FF答案答案 (1)2 3 (2)4 514.(2009大连市第二次模拟大连市第二次模拟)如图如图4-14所示所示,一个半径一个半径 为为R R=0.3 m的半圆形轻质弯管上固定有两个小球的半圆形轻质弯管上固定有两个小球 A A、B B,C C为弯管的圆心为弯管的圆心,ACACOBOB,弯管可以绕左端转弯管可以绕左端转 轴轴O O在竖直平面内无摩擦自由转动在竖直平面内无摩擦自由转动.已知已知m mA A=2 kg, m mB B=1 kg,取取g g=10 m/s2,由静止开始释放此装置由静止开始释放此装置,则则 (1)当当B B球摆到最低点时系统减少的重力势能是球摆到最低点时系统减少的重力势能是 多大多大? (2)当当A A球摆到最低点时球摆到最低点时,A A的动能是多大的动能是多大?图图4-14解析解析 (1)B B球到达最低点时球到达最低点时, ,系统减少的机械能系统减少的机械能E E=m mA AghghA A1 1+m mB BghghB B1 1h hA A1 1、h hB B1 1分别为分别为A A、B B两球下落的高度两球下落的高度, ,因为因为h hA A1=2R R,h hB B1=2R R所以所以E E=18 J(2)A A球到达最低点时球到达最低点时, ,由系统机械能守恒得由系统机械能守恒得m mA AghghA A2+m mB BghghB B2= m mA Av vA A2+ m mB Bv vB B2A A、B B具有相同的角速度具有相同的角速度, ,转动半径转动半径 ,r ,rB B= =2 2R R所以所以 v vA A=v vB BA A、B B下落的高度分别为下落的高度分别为 ，可得可得E EkA A= m mA Av vA A29.3 J2121RrA22RRhA22RhB22答案答案 (1)18 J (2)9.3 J2115.(2009成都市第三次诊断性检测成都市第三次诊断性检测) )如图如图4-15所示所示,两两 条足够长的平行光滑导轨条足够长的平行光滑导轨MNMN和和PQPQ之间的宽度为之间的宽度为L L, 处于同一竖直平面内处于同一竖直平面内,MPMP间接有阻值为间接有阻值为R R的电阻的电阻. 轻质金属杆轻质金属杆abab长为长为2L L,紧贴导轨竖直放置并与导轨紧贴导轨竖直放置并与导轨 接触良好接触良好,离离a a端端 处固定有质量为处固定有质量为m m的小球的小球(可视可视 为质点为质点),整个装置处于磁感应强度为整个装置处于磁感应强度为B B并与导轨平并与导轨平 面垂直的匀强磁场中面垂直的匀强磁场中,当当abab杆由静止开始紧贴导轨杆由静止开始紧贴导轨 绕绕a a端固定轴向右倒下至水端固定轴向右倒下至水 平位置时平位置时,球的速度为球的速度为v v.若导若导 轨及金属杆电阻不计轨及金属杆电阻不计,忽略各忽略各 处的摩擦处的摩擦,重力加速度为重力加速度为g g,则则2L图图4-15在金属杆在金属杆b b端即将脱离导轨端即将脱离导轨MNMN的瞬间的瞬间.求求:(1)小球的速度大小小球的速度大小.(2)电阻电阻R R的电功率的电功率.解析解析 (1)设设b b端即将脱离端即将脱离MNMN时的速度为时的速度为v v0.在金属在金属杆的杆的b b端即将脱离端即将脱离MNMN至至abab杆倒下至水平位置的过程杆倒下至水平位置的过程中中, ,以小球为研究对象以小球为研究对象, ,由题中条件可知由题中条件可知:b b端即将脱离端即将脱离导轨导轨MNMN时时, ,abab杆与杆与PQPQ的夹角为的夹角为30根据机械能守恒有根据机械能守恒有mgLmgLsin30+ m mv v02= m mv v2解得解得(2)因为杆和球转动的角速度相同因为杆和球转动的角速度相同所以所以,b b端即将脱离导轨端即将脱离导轨MNMN时时, ,杆中点的速度杆中点的速度212121220gLvvv v1=2v v0=感应电动势感应电动势E E=2BLBLv v1功率功率222gLvRgLLBRLBREP)2(16422221222vv16.(2009山东调研山东调研)如图如图4-16所示所示,PRPR是一长是一长L L=0.64 m 的绝缘平板的绝缘平板,且固定在水平地面上且固定在水平地面上,挡板挡板R R固定在平板固定在平板 的右端的右端.整个空间有一个平行于整个空间有一个平行于PRPR的匀强电场的匀强电场E E,在板在板 的右半部分有一个垂直纸面向里的匀强磁场的右半部分有一个垂直纸面向里的匀强磁场B B,磁场磁场 的宽度的宽度d d=0.32 m.一个质量一个质量m m=0.5010-3 kg、电荷、电荷 量量q q=5.010-2 C的小物体的小物体,从板的从板的P P端由静止开始向端由静止开始向 右做匀加速直线运动右做匀加速直线运动,从从D D点进入磁场后恰能做匀速点进入磁场后恰能做匀速 直线运动直线运动.当物体碰到挡板当物体碰到挡板R R后被弹回后被弹回,若在碰撞瞬间若在碰撞瞬间 撤去电场撤去电场(不计撤掉电场对原磁场的影响不计撤掉电场对原磁场的影响),物体返回物体返回 答案答案 (1) (2)gL212vRgLLB)2(16222v时在磁场中仍做匀速运动时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做减速运动离开磁场后做减速运动,停停在在C C点点,已知已知 .若物体与平板间的动摩擦因数若物体与平板间的动摩擦因数=0.20(g g取取10 m/s2).4LPC 图图4-16(1)判断电场的方向及物体带正电还是带负电判断电场的方向及物体带正电还是带负电.(2)求磁感应强度求磁感应强度B B的大小的大小.(3)求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能.解析解析 (1)物体由静止开始向右做匀加速直线运动物体由静止开始向右做匀加速直线运动, ,证证明静电力向右且大于摩擦力明静电力向右且大于摩擦力. .进入磁场后做匀速直线进入磁场后做匀速直线运动运动, ,说明它受的摩擦力增大说明它受的摩擦力增大, ,证明它受的洛伦兹力证明它受的洛伦兹力垂直平板向下垂直平板向下. .由左手定则判断由左手定则判断, ,物体一定带负电物体一定带负电. .物体带负电而所受静电力方向向右物体带负电而所受静电力方向向右, ,所以电场的方向所以电场的方向一定水平向左一定水平向左. .(2)设物体被挡板弹回后做匀速直线运动的速度为设物体被挡板弹回后做匀速直线运动的速度为v v2,从离开磁场到停在从离开磁场到停在C C点的过程中点的过程中, ,物体在摩擦力的作物体在摩擦力的作用下做减速运动用下做减速运动, ,直至静止直至静止, ,根据动能定理有根据动能定理有-mg mg =0- m mv v22,解得解得v v2=0.80 m/s.物体与挡板碰撞瞬间撤去电场后物体与挡板碰撞瞬间撤去电场后, ,物体返回时在磁场物体返回时在磁场4L21中做匀速直线运动中做匀速直线运动, ,根据受力平衡可有根据受力平衡可有mgmg=q qv v2B B,解得解得B B=0.125 T.(3)设从设从D D点进入磁场时的速度为点进入磁场时的速度为v v1,根据动能定理有根据动能定理有qEqE L L-mgmg L L= m mv v12物体从物体从D D到到R R做匀速直线运动受力平衡有做匀速直线运动受力平衡有qEqE=(mgmg+q qv v1B B)解得解得v v1=1.6 m/s所以物体与挡板碰撞过程中损失的机械能为所以物体与挡板碰撞过程中损失的机械能为E E= m mv v12- m mv v22解得解得E E=4.810-4 J2121212121答案答案 (1)电场方向水平向左电场方向水平向左 带负电带负电 (2)0.125 T(3)4.810-4 J返回
展开阅读全文