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1、高考物理二轮专项:功和机械能压轴题训练1（1分）如图21所示,两根金属平行导轨M和PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为B，方向竖直向上;磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下。质量均为、电阻均为R的金属棒和b垂直导轨放置在其上,金属棒b置于磁场的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。（1）若水平段导轨粗糙,两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为m,将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放
2、。求：金属棒刚进入磁场时,通过金属棒b的电流大小；若金属棒a在磁场内运动过程中，金属棒能在导轨上保持静止，通过计算分析金属棒a释放时的高度应满足的条件；（2）若水平段导轨是光滑的，将金属棒仍从高度处由静止释放,使其进入磁场。设两磁场区域足够大，求金属棒在磁场内运动过程中，金属棒b中也许产生焦耳热的最大值。2(8分)如图所示,长为l的绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在A点，此时细线与竖直方向成37角。重力加速度为g，i37=0.6,os30.8。（1）判断小球的带电性质;(2)求该匀强电场的电场强度的大小;（3)若将小球向左拉
3、起至与O点处在同一水平高度且细绳刚好张紧,将小球由静止释放，求小球运动到最低点时的速度大小。3.（1分)如图甲，MN、Q两条平行的光滑金属轨道与水平面成 3角固定，M、P之间接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场,磁场方向垂直于轨道平面向上,磁感应强度为 = .5T。质量为m的金属杆a b水平放置在轨道上,其接入电路的电阻值为。现从静止释放杆a b，测得最大速度为vm。变化电阻箱的阻值R，得到m与的关系如图乙所示。已知轨距为L = ，重力加速度g取l0m/s2，轨道足够长且电阻不计。（1)当R= 时,求杆a b匀速下滑过程中产生感生电动势的大小及杆中的电流方向;（）求金属杆的质量和阻值;(3）当
4、R =4时,求回路瞬时电功率每增长1W的过程中合外力对杆做的功W。.(0分)已知一足够长的传送带与水平面的倾角为300,以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带合适的位置放上具有一定初速度的物块,物块的质量m=1kg，以此时为t时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系如图所示,若图中取沿斜面向下的运动方向为正方向，其中-6m/s,v2=4m, t15s, g取0 m/s2，已知传送带的速度保持不变。 求:（1)物块与传送带间的摩擦系数;（2）0t内带动传送带的电动机多消耗的电能;（3)0内系统产生的内能;5（10分)如图所示,一固定足够长的粗糙斜面与水平面夹角。一种质量的小物体（可视
5、为质点),在F=0 N的沿斜面向上的拉力作用下，由静止开始沿斜面向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数,取。则：()求物体在拉力F作用下运动的加速度;(2)若力作用1.2s后撤去，求物体在上滑过程中距出发点的最大距离s;(3)求物体从静止出发到再次回到出发点的过程中物体克服摩擦所做的功。6（1分)如图甲所示,MN、Q是固定于同一水平面内互相平行的粗糙长直导轨,间距L2.m;R是连在导轨一端的电阻,质量m=1.0的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空问有磁感应强度B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。从t=0开始对导体棒b施加一种水平向左的外力F,使其由静止开始沿导轨
6、向左运动，电压传感器测出两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中A段是直线，AB段是曲线、段平行于时间轴。假设在从1.2s开始后来，外力F的功率P4.W保持不变。导轨和导体棒a的电阻均可忽视不计,导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响（g10m/s2）。求(1)导体棒ab做匀变速运动的加速度及运动过程中最大速度的大小;（2）在1.224s的时间内，该装置产生的总热量；（3）导体棒与导轨间的动摩擦因数和电阻的值。7.(1分)如图甲,在水平地面上固定一倾角为的光滑斜面,一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端,弹簧处在自然状态。一质量为的滑块从距离弹簧上
7、端为s处由静止释放，设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内（不计空气阻力，重力加速度大小为g）。（1）求滑块与弹簧上端接触瞬间的动能；(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm，求此时弹簧所具有的弹性势能;（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中定性画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间的关系图象。图中横坐标轴上的、2及t3分别表达滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的v为滑块在t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。(本问不规定写出计算过程）8.(1分）如图所示,倾角为的固定斜面的底端有一挡板
8、M,轻弹簧的下端固定在挡板上,在自然长度下，弹簧的上端在O位置。质量为m的物块A（可视为质点）从P点以初速度v沿斜面向下运动，O=x0，物块A与弹簧接触后将弹簧上端压到O点位置,然后A被弹簧弹回。A离开弹簧后,正好能回到P点。已知与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度用g表达。求:(1）物块A运动到O点的速度大小;(2)点和O点间的距离x；(3)在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能。9一种带电粒子只在电场力作用下通过匀强电场中的、两点,一组平行的带箭头的实线表达匀强电场的电场线,如图所示。已知带电粒子通过a、两点的速度大小分别是5s和 m/s，粒子的质量是，a、b两点的电势差为80V。(1）试判断带
9、电粒子所带电荷的种类。（）带电粒子所带的电荷量。1.（10分）如图,两足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，相距为L,一抱负电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直，一质量为m的导体棒在距离磁场上边界h处由静止释放，导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最后稳定为。整个运动过程中导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，导体棒在此电路中的有效电阻为R,不计导轨的电阻。求：（1)磁感应强度的大小B；（2）电流稳定后,导体棒运动速度的大小v；（)流经电流表电流的最大值Im。1(分)图示为一匀强电场,已知场强E202N/C。现让一种电量q=1的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离s=0m。试求
10、：(1)电荷从点移到N点电势能的变化；(2)M、N两点间的电势差。2.(12分）如图长为L=1.5m的水平轨道和光滑圆弧轨道BC平滑相接，圆弧轨道半径m,圆心在B点正上方O处，弧B所对的圆心角为=3O,具有动力装置的玩具小车质量为=1kg，从A点开始以恒定功率=10w由静止开始启动,运动至B点时撤去动力，小车继续沿圆弧轨道运动并冲出轨道。已知小车运动到B点时轨道对小车的支持力为FB=2,小车在轨道AB上运动过程所受阻力大小恒为f01mg小车可以被当作质点。取g=10ms2，sin53o=0.8，cs5o=0.6,求:（1）动力小车运动至点时的速度VB的大小;（2)小车加速运动的时间t;(3）小
11、车从B弧形轨道冲出后能达到的最大离地高度。13.(1分)如图足够长的光滑斜面与水平面的夹角为=30,空间中自上而下依次分布着垂直斜面向下的匀强磁场区域I、，相邻两个磁场的间距均为0.5m。一边长0.1m、质量m=0.5k、电阻R=03的正方形导线框放在斜面的顶端,导线框的下边距离磁场I的上边界为o=0.9m。将导线框由静止释放,导线框匀速穿过每个磁场区域。已知重力加速度g=02，求:(1)导线框进入磁场I时的速度；(2)磁场I的磁感应强度Bt;（3)导线框穿过所有磁场区域过程中产生的总焦耳热。14.(11分）光滑水平面上放有如图所示的用绝缘材料制成的“”型滑板(平面部分足够长)，滑板的质量为4
12、m。距离滑板的右壁A为L1的B处放有一质量为、电量为+q(q0)的小物体（可视为质点）,小物体与板面之间的摩擦可忽视不计。整个装置处在场强为E、方向水平向右的匀强电场中。开始时，滑板与小物体都处在静止状态,某时刻释放小物体，求:（1)小物体第一次跟滑板的A壁碰撞前瞬间的速度v1多大;（2）若小物体与壁碰撞时间极短,且碰撞过程没有机械能损失,则.小物体第二次即将跟A壁碰撞瞬间,滑板的速度v和小物体的速度2分别为多大;.从开始释放小物体到它即将第二次跟A壁碰撞的过程中,整个装置的电势能减少了多少.15.（13分)如图所示，光滑斜面的倾角=0,在斜面上放置一矩形线框bcd，ab边的边长L1=m，bc
13、边的边长L20.4m，线框的质量=，电阻0.2。斜面上ef线（egh）的右方有垂直斜面向上的均匀磁场,磁感应强度随时间t的变化状况如Bt图像,ef线和gh的距离s=6.,t0时线框在平行于斜面向上的恒力F10N的作用下从静止开始运动，线框进入磁场的过程中始终做匀速直线运动，重力加速度。(1)求线框进入磁场前的加速度大小和线框进入磁场时做匀速运动的速度v大小；(2) 求线框进入磁场的过程中产生的焦耳热；（3)求线框从开始运动到b边运动到 g线处所用的时间。6.(2分)如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相似的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极
14、板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，电压的大小为0，周期为T。在t=时刻将一种质量为m、电荷量为q(q0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动,在t=时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力，不考虑极板外的电场)()求粒子达到2时的速度大小v()为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件;(3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t=0时刻再次达到S，而再次进入电场被加速,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。17（20分)如图所示,光滑绝缘水平面的上方空间被竖直的分界面MN分隔成两部分，左侧空间有一水平向右的匀强电
15、场,场强大小,右侧空间有长为R=0.4m的绝缘轻绳，绳的一端固定于点,另一端拴一种质量为m小球B在竖直面内沿顺时针方向做圆周运动,运动到最低点时速度大小v=10s(小球B在最低点时与地面接触但无弹力）。在MN左侧水平面上有一质量也为m,带电量为的小球,某时刻在距M平面L位置由静止释放，恰能与运动到最低点的B球发生正碰，并瞬间粘合成一种整体C。(取g1ms2)(1)如果L0m,求整体C运动到最高点时的速率。（成果保存1位小数)()在（1）条件下，整体C在最高点时受到细绳的拉力是小球重力的多少倍?(成果取整数）（)若碰后瞬间在N的右侧空间立即加上一水平向左的匀强电场，场强大小，当L满足什么条件时,整体C可在竖直面内做完整的圆周运动。（成果保存位小数）18.(0分)如图所示,在光滑水平地面上,有一质量的平板小车，小车的右端有一固定的竖直挡板,挡板上固定一轻质细弹簧.位于小车上点处
