1、选择题 一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后又返回到斜面底端,已知小物块的初动能为E,它返回到斜面底端的速度为v,克服摩擦力做功为E/2,若小物块以2E的初动能冲上斜面,则有(? )
①返回斜面底端时的动能为3E/2
②返回斜面底端时的动能为E?
③返回斜面底端时的速度大小为
④小物块两次往返克服摩擦力做功相同
A.①④正确
B.②③ 正确
C.① ③正确
D.只有② 正确
参考答案:B
本题解析:(1)冲上斜面和返回到斜面底端两过程中克服摩擦阻力做功相等;
(2)初动能增大后,上升的高度也随之变大,可根据匀减速直线运动的速度位移公式求出上升的位移,进而表示出克服摩擦力所做的功;
(3)对两次运动分别运用动能定理即可求解.
解:以初动能为E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得:
①
设以初动能为E冲上斜面的初速度为V0,则以初动能为2E冲上斜面时,初速度为
,加速度相同,
根据2ax=V2-V02可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍,所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍,整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍,即为E.
以初动能为2E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得:
②,
所以返回斜面底端时的动能为E,故A错误,B正确;
C、由①②得:
,故C正确,
D、第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍,
所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍,整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍,故D错误.
故选B.
点评:本题难度较大.考查功能关系.该题考查了动能定理的直接应用,注意以不同的初动能冲上斜面时,运动的位移不同,摩擦力做的功也不同.
本题难度:一般
2、选择题 质量为m的物体,在距地面为h的高处,以
的恒定加速度由静止竖直下落到地面,下列说法中不正确的是( )
A.物体的重力势能减少
B.物体的机械能减少
C.物体的动能增加
D.重力做功mgh
参考答案:
A、D由题得知,物体由静止竖直下落到地面,重力做正功mgh,则物体的重力势能减少mgh.故A错误,D正确.
B、C根据动能定理得:△Ek=mah=13mgh,即物体的动能增加mgh3,而物体的重力势能减少mgh,所以物体的机械能减少mgh-13mgh=2mgh3.故BC正确.
本题选错误的,故选A.
本题解析:
本题难度:简单
3、计算题 (12分)如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度E=3.32×105N/C;方向与金箔成37°角.紧挨边界ab放一点状α粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子,已知:α粒子的质量m=6.64×10 27kg,电荷量q = 3.2×10 19C,初速度v = 3.2×106m/s。(sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)求:

(1)α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R;
(2)金箔cd被α粒子射中区域的长度L;
(3)设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子穿出金箔进入电场,在电场中运动通过N点,SN⊥ab且SN = 40cm,则此α粒子从金箔上穿出时,损失的动能△EK为多少?
参考答案:(1)
?(2)
?
(3)
本题解析:(1)α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即
?(1分)
则
?(2分)
(2)设cd中心为O,向c端偏转的α粒子,当圆周轨迹与cd相切时偏离O最远,设切点为P,对应圆心O1,如图所示,则由几何关系得:
?(1分)
向d端偏转的α粒子,当沿sb方向射入时,偏离O最远,设此时圆周轨迹与cd交于Q点,对应圆心O2,如图所示,则由几何关系得:
?(1分)

故金箔cd被α粒子射中区域的长度
?(1分)
(3)设从Q点穿出的α粒子的速度为v′,因半径O2Q∥场强E,则v′⊥E,故穿出的α粒子在电场中做类平抛运动,轨迹如图所示。?
沿速度v′方向做匀速直线运动,?位移
?(1分)
沿场强E方向做匀加速直线运动,位移
?(1分)
则由
?
?
?得:
?(2分)
故此α粒子从金箔上穿出时,损失的动能为
(2分)
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,倾角θ=30°、长L=2.7m的斜面,底端与一个光滑的1/4圆弧平滑连接,圆弧底端切线水平。一个质量为m=1kg的质点从斜面最高点A沿斜面下滑,经过斜面底端B恰好到达圆弧最高点C,又从圆弧滑回,能上升到斜面上的D点,再由D点由斜面下滑沿圆弧上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点。已知质点与斜面间的动摩擦因数为μ=
,g=10m/s2,假设质点经过斜面与圆弧平滑连接处速率不变。求:
(1)质点第1次经过B点时对圆弧轨道的压力;
(2)质点从A到D的过程中质点下降的高度;
(3)质点从开始到第6次经过B点的过程中因与斜面摩擦而产生的热量.

参考答案:解:(1)设圆弧的半径为R,则质点从C到B过程,
由? 
?
得:
N=30N?
根据牛顿第三定律,质点第1次经过B点对圆弧轨道的压力为30N。
(2)设质点第一次由B点沿斜面上滑的速度为
, B点到D点的距离为L
?
代入数据解得:
=0.9m?
则质点从A点到D点下降的高度h=0.9m?
(3)设质点第2次由B点沿斜面上滑的速度为
,沿斜面上滑的距离为L2.则
?
得:
?
同理可推得:
质点第n次由B点沿斜面上滑的距离Ln为
所以质点从开始到第6次经过B点的过程中,
在斜面上通过的路程为S=L+2(L1+L2)=5.1m?
Q=μmgcos30°S=12.75J
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,其质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v,已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)C、O间的电势差UCO;
(2)小球p在O点时的加速度;
(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度。

参考答案:解:(1)小球p由C运动到O时,由动能定理得:

∴
(2)小球p经过O点时受力如图:
由库仑定律得:
它们的合力为:
∴p在O点处的加速度:
,方向竖直向下
(3)由电场特点可知,在C、D间电场的分布是对称的,即小球p由C运动到O与由O运动到D的过程中合外力做的功是相等的,运用动能定理

解得
本题解析:
本题难度:困难