新高考2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题50力电综合问题

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A．物块的加速度恒定不变
B．物块的动能一直增大
C．物块的机械能保持不变
D．物块的电势能先增大后减小
2．[2023·衡阳市联考](多选)如图所示，倾角为30°的光滑绝缘直角斜面ABC，D是斜边AB的中点，在C点固定一个带电荷量为＋Q的点电荷，一质量为m，电荷量为－q的小球从A点由静止释放，小球经过D点时的速度为v，到达B点时的速度为0，则( )
A．小球从A到D的过程中静电力做功为 eq \f(1,2) mv2
B．小球从A到B的过程中电势能先减小后增加
C．B点电势比D点电势低
D．A、B两点间的电势差UAB＝ eq \f(mv2,q)
3．[2023·江西省七校联考](多选)如图所示，BCD为竖直面内的光滑绝缘轨道，其中BC段水平，CD段为半圆形，轨道连接处均光滑，整个轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强大小为E＝ eq \f(2mg,q) ，一质量为M的光滑绝缘斜面静止在水平面上，其底端与平面由微小圆弧连接．一带电量为＋q的金属小球甲，从距离地面高为H的A点由静止开始沿斜面滑下，与静止在C点的不带电金属小球乙发生弹性碰撞．已知甲、乙两小球材质、大小均相同，质量均为m，且M＝2m，水平轨道足够长，不考虑两球之间的静电力，小球与轨道间无电荷转移，g取10 m/s2.则( )
A．甲球滑到斜面底端时的速度大小为2 eq \r(gH)
B．甲、乙两球碰撞后甲的速度大小为 eq \r(gH)
C．甲、乙两球碰撞后乙的速度大小为 eq \r(2gH)
D若乙球恰能过D点，半圆形轨道半径为 eq \f(2,5) H
4．[2023·浙江省模拟]如图所示，足够长的绝缘水平面上在相距LBC＝1.6 m的空间内存在水平向左的匀强电场E.质量m1＝0.05 kg的绝缘不带电滑块P，从离水平面h＝2.0 m高处由静止释放．滑块P沿光滑曲面下滑后，进入长LAB＝0.5 m的水平面，运动到B点处以速度v1与质量m2＝0.1 kg、带电量q＝＋1×10－7 C的滑块Q发生弹性碰撞．碰后滑块Q以一定的速度v2沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，两滑块均可视为质点．求：
(1)碰撞前瞬间滑块P的速度v1，碰撞后瞬间滑块Q的速度v2；
(2)当E＝5×106 N/C时，滑块在水平面上滑行的总距离s；
(3)如果滑块Q不能离开电场区域，电场强度E的取值范围多大．
专题50 力、电综合问题
1．ABC 金属板处于静电平衡状态则电场力始终垂直于金属板，金属板上表面光滑小物块所受摩擦力为零，则在物块下滑的过程中，合外力保持不变加速度不变，A项正确；物块下滑的过程中电场力始终垂直于金属板，则支持力和电场力不做功，电势能和机械能不变，C项正确，D项错误；物块下滑的过程中合外力对物块做正功，物块动能增加，B项正确．
2．BCD
3．AD 以甲球和斜面为整体，由动能定理可得：mgH＋qEH＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,1) ＋ eq \f(1,2) Mv eq \\al(2,2) ，以甲球与斜面为系统，水平方向动量守恒：Mv2－mv1＝0，解得：v1＝2 eq \r(gH) ，选项A正确；甲、乙两球碰撞由动量守恒定律与机械能守恒定律可得：mv1＝mv′1＋mv乙， eq \f(1,2) mv eq \\al(2,1) ＝ eq \f(1,2) mv′ eq \\al(2,1) ＋ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,乙) ，联立两式可得：v乙＝2 eq \r(gH) ，v′1＝0，选项B、C错误；乙球由最低点到D点由动能定理可得：－(mg＋ eq \f(1,2) qE)×2R＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,D) － eq \f(1,2) mv eq \\al(2,乙) ，小球乙恰好到达最高点D，由牛顿第二定律可得：mg＋ eq \f(q,2) E＝m eq \f(v eq \\al(2,D) ,R) ，联立两式可求：R＝ eq \f(2,5) H，选项D正确．
4．(1)v1＝6 m/s，v2＝4 m/s (2)s＝2 m (3)1.0×106 N/C≤E≤4×106 N/C
解析：(1)从出发点到B点，应用动能定理m1gh－μm1gLAB＝ eq \f(1,2) mv eq \\al(2,1)
代入数据得v1＝6 m/s
P与Q发生弹性碰撞，则有
m1v1＝m1v′1＋m2v2
eq \f(1,2) m1v eq \\al(2,1) ＝ eq \f(1,2) m1v′ eq \\al(2,1) ＋ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,2)
代入数据解得v2＝4 m/s
(2)根据动能定理－(Eq＋μm2g)x1＝0－ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,2)
代入数据解得x1＝ eq \f(8,9) m
由于Eq＞μm2g
物块将向左运动，假设在距B点左侧x2处停下，则应用动能定理(Eq－μm2g)x1－μm2gx2＝0
代入数据解得x2＝ eq \f(2,9) m
所以总路程为s＝2x1＋x2＝2 m
(3)若滑块不会从右侧离开电场，则
－(E1q＋μm2g)LBC＝0－ eq \f(1,2) m2v eq \\al(2,2)
解得E1＝106 N/C
若滑块不会从左侧离开电场，则qE2≤μm2g
得E2≤4×106 N/C
电场强度E的取值范围为1.0×106 N/C≤E≤4×106 N/C