人教版高中物理选修3-1高二(下)第一次月考试卷

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拉力：F=

； ．

答：（1）电阻R消耗的功率是（2）水平外力的大小是

【点评】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，安培力是联系力与电磁感应的桥梁，安培力经验公式F=

17．（14分）（2015?佛山模拟）如图，绝缘水平地面上有宽L=0.4m的匀强电场区域，场强E=6×105N/C、

﹣﹣

方向水平向左．不带电的物块B静止在电场边缘的O点，带电量q=5×108C、质量mA=1×102kg的物块A在距O点s=2.25m处以v0=5m/s的水平初速度向右运动，与B发生碰撞，假设碰撞前后A、B构成的系统没有动能损失．A的质量是B的k（k＞1）倍，A、B与水平面间的动摩擦因数都为μ=0.2，物块均可视为质点，且A的电荷量始终不变，取g=10m/s2． （1）求A到达O点与B碰撞前的速度； （2）求碰撞后瞬间，A和B的速度；

（3）讨论k在不同取值范围时电场力对A做的功．

是常用的式子．

【分析】（1）根据动能定理求出A到达O点与B碰撞前的速度．

（2）碰撞的瞬间，动量守恒定律，因为系统没有动能损失，则机械能守恒，综合动量守恒定律和机械能守恒定律求出碰撞后瞬间A、B的速度．

（3）讨论A能从电场右边界离开和不能从电场右边界离开，根据动能定理得出k的范围，从而根据电场力做功的特点求出电场力所做的功．

【解答】解：（1）设碰撞前A的速度为v，由动能定理得：

=4m/s …②

…③

…①

（2）设碰撞后A、B速度分别为vA、vB，且设向右为正方向；由于弹性碰撞，所以有：

…④

联立③④并将mA=kmB及v=4m/s 代入得：

m/s…⑥

（3）讨论：

（i）如果A能从电场右边界离开，必须满足：联立⑤⑦代入数据，得：k＞3…⑧

电场力对A做功为：WE=﹣qEL=6×105×5×108×0.4（J）=﹣1.2×102（J） …⑨

﹣

﹣

m/s…⑤

…⑦

（ii）如果A不能从电场右边界离开电场，必须满足：

马鸣风萧萧

…⑩

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联立⑤⑩代入数据，得：k≤3…（11）

考虑到k＞1，所以在1＜k≤3范围内A不能从电场右边界离开…（12）

又：qE=3×102N＞μmg=2×102N…（13）

所以A会返回并从电场的左侧离开，整个过程电场力做功为0．即：WE=0…（14） 答：（1）A到达O点与B碰撞前的速度为4m/s．

﹣

﹣

（2）碰撞后瞬间，A和B的速度分别为：

﹣

m/s，m/s．

（3）k＞3，电场力做功为）=﹣1.2×102． 1＜k≤3，电场力做功为零．

【点评】本题综合考查了动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律，综合性较强，对学生的能力要求较高，尤其第三问，要考虑电场能从右边界离开和不能从右边界离开．

马鸣风萧萧