沪科版 (2019)4.3 电路中的能量转化与守恒测试题

这是一份沪科版 (2019)4.3 电路中的能量转化与守恒测试题，共8页。试卷主要包含了单选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1.一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态。放出一个质量为m的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E0 ， 则原子核反冲的动能为（ ）
A. E0 B. mME0 C. mM−mE0 D. MM-mE0
2.如图所示，质量为m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB的长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方为h的位置由静止释放，然后由A点进入半圆形轨道后从B点冲出，在空中上升的最大高度为 12h （不计空气阻力），则（ ）
A. 小球冲出B点后做斜上抛运动
B. 小球第二次进入轨道后恰能运动到A点
C. 小球第一次到达B点时，小车的位移大小是R
D. 小球第二次通过轨道克服摩擦力所做的功等于 12mgh
3.如图所示，空间中存在水平向左的匀强电场．在电场中将一带电液滴从b点由静止释放，液滴沿直线由b运动到d，且直线bd方向与竖直方向成45°角，下列判断正确的是( )
A. 液滴带正电荷B. 液滴的电势能减小
C. 液滴的重力势能和电势能之和不变D. 液滴的电势能和动能之和不变
4.如图所示，质量为m的子弹水平射入质量为M、放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，则从子弹接触木块到随木块一起匀速运动的过程中木块动能增加了5J，那么此过程中系统产生的内能不可能为（ ）
A. 12.8J B. 9.6J C. 6.4J D. 4.8J
5.用长绳将一重球悬挂在天花板上。如图所示，一同学紧靠墙站立，双手拉球使其与鼻尖恰好接触，然后由静止释放重球。若该同学保持图示姿势不变，则重球摆动过程中（ ）
A. 到最低点时重力势能最大 B. 到最低点时机械能最大
C. 一定不会撞击该同学 D. 可能会撞击该同学
6.一带负电的小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0 ， 小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0 ， 小球上升的最大高度为h3 ， 若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0 ， 小球上升的最大高度为h4 ， 如图所示．不计空气阻力，则（ ）
A. h1=h3 B. h1＜h4 C. h2与h3无法比较 D. h2＜h4
7.如图，光滑固定的金属导轨PQ、MN在同一斜面内，两导轨相距L，与水平面成θ角，导轨上端P、M间接有阻值为R的电阻，导轨所在空间存在垂直于导轨平面向上的磁场B，现有一导体棒ab，置于导轨上，其阻值为r，现给ab一平行于导轨向上的初速度v，ab沿导轨上升后又沿导轨滑下，回到初始位置时速度为v1 ， 不计导轨电阻，则在ab从初位置出发到又回到初位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 上升过程与下降过程通过电阻的电荷量相等
B. 在整个过程中ab间的电势差的最大值为BLv
C. v与v1的关系为v = v1
D. 在整个过程中克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
8.风是一种潜力很大的新能源，国内外都很重视利用风力来发电。地球上可开发的风能大约是可开发水能的10倍，风能与水能、生物能一样，实际上都是间接地来自太阳能。已知太阳照射到地球的上能量，大约有1%转化为风能，而地球上可开发利用的风能只占全部风能的约1%，已知太阳每秒钟释放出的能量约为 2.86×1026J ，这些能量中，约有二十二亿分之一到达地球，则每年地球上拥有可开发利用的风能约为（ ）
A. 1.3×1013J B. 1.1×1018J C. 4.1×1020J D. 2.1×1020J
9.竖直向上抛出一个物体，物体受到大小恒定的阻力f,上升的时间为t1 ， 上升的最大高度为h,物体从最高点经过时间t2落回抛出点，从抛出到回到抛出点的过程中，阻力做的功为w,阻力的冲量大小为I,则下列表达式正确的是（ ）
A. w=0,I=f(t1+t2) B. w=0,I=f(t2-t1) C. w=-2fh，I=f(t1+t2) D. w=-2fh，I=f(t2-t1)
10.如图所示，闭合金属圆环从高为h的曲面左侧自由滚下，又滚上曲面右侧，环平面与运动方向均垂直于非匀强磁场，环在运动过程中摩擦阻力不计，则下列选项错误的是（ ）
A. 环滚上曲面右侧的高度等于h B. 环滚入曲面左侧的高度小于h
C. 运动过程中环内有感应电流 D. 运动过程中安培力对环一定做负功
11.如图所示，相距为d的两水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B ， 正方形线框abcd边长为L(LA. 线框有一阶段的加速度为g B. 线框一直都有感应电流
C. 线框产生的热量为mg(d＋h＋L) D. 线框一直加速运动
12.如图所示，轻质弹簧一端固定在天花板上，另一端栓接条形磁铁，一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上，控制磁铁使弹簧处于原长，然后由静止释放磁铁，不计磁铁与弹簧之间的磁力作用，且磁铁运动过程中未与铜盘接触，下列说法中正确的是（ ）
A. 磁铁所受弹力与重力等大反向时，磁铁的加速度为零
B. 磁铁下降过程中，俯视铜盘，铜盘中产生顺时针方向的涡旋电流
C. 磁铁从静止释放到第一次运动到最低点的过程中，磁铁减少的重力势能等于弹簧弹性势能
D. 磁铁从静止释放到最终静止的过程中，磁铁减少的重力势能大于铜盘产生的焦耳热
二、填空题
13.一长为L、质量m且分布均匀的细绳平放在水平地面上，把这根细绳从一端缓慢提起．当这根绳的末端刚离地面时，绳子的重力势能增加 ________．
14.重力势能的大小与参考平面的选取 ________（有关或无关），重力势能的变化量与参考平面的选取________（有关或无关）．
15.如图所示，质量为m、长度为L的匀质铁链的一半搁在倾角为30°的粗糙斜面上，其余部分竖直下垂．现在铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面的过程中，铁链的重力势能减少 ________．
16.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体．若以地面为参考平面，则物体的重力势能为________ J；若以井底面为参考平面，则物体的重力势能为 ________J ．
三、解答题
17.如图所示，导体框位于竖直平面内，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小 B=2.0T ，水平导体棒 MN 可沿两侧足够长的光滑导轨下滑而不分离，且始终与导轨垂直，导体棒 MN 质量 m=0.1kg ，接入电路的电阻 r=1.0Ω ；导轨宽度 L=1.0m ，定值电阻 R=3.0Ω ，装置的其余部分电阻可忽略不计。将导体棒 MN 无初速度释放，导体棒下滑 h=2.0m 高度时速度达到最大，重力加速度 g 取 10ms2 ，求则导体棒下滑的最大速度和从释放到下滑 h 高度过程中，电阻 R 产生的热量。
18.如图所示，足够长的光滑金属框竖直放置，框宽L＝0．5 m框的电阻不计，匀强磁场磁感应强度B＝1 T，方向与框面垂直，金属棒MN的质量为100 g，电阻为1 Ω．现让MN无初速地释放并与框保持接触良好的竖直下落，从释放到达到最大速度的过程中通过棒某一横截面的电量为2 C，求此过程中回路产生的电能．（空气阻力不计，g＝10 m/s2）
19.如图所示，倾角θ=30°，高为h的三角形木块B，静止放在一水平面上，另一滑块A，以初速度v0从B的底端开始沿斜面上滑，若B的质量为A的质量的3倍，当忽略一切摩擦的影响时，要使A能够滑过木块B的顶端，求V0至少应为多大？（结果用根式表示）
答案
一、单选题
1.C 2.C 3.B 4.D 5.C 6.A 7.A 8.C 9.D 10.A 11.A 12.D
二、填空题
13.12mgL
14.有关；无关
15.
16.-100；700
三、解答题
17.解：导体棒匀速运动时速度最大，设导体棒的最大速度为 vm ，则有 E=BLvm
I=ER+r
F=BIL
F=mg
联立可得 vmax=1m/s
从释放到下滑 h 高度过程中，根据能量守恒定律得 mgh=12mv2+Q
电阻 R 产生的热量为 QR=RR+rQ
联立可得 QR=1.4625J
18.解：金属棒下落过程做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到零时速度达到最大，根据平衡条件得： mg=B2L2vR
在下落过程中，金属棒减小的重力势能转化为它的动能和电能E，由能量守恒定律得：mgh＝ 12mv2 ＋E
通过导体某一横截面的电量为： q=ΔΦR=BLhR
联立并代入数据解得：E＝mgh－ 12mv2 ＝4J－0.8J＝3.2 J
19.解：根据水平方向动量守恒有：
mv0csθ=(m+M)v′
根据动能定理有
-mgh=(M+m)v’2/2-mv2/2
联立以上两式得v= 8gh3
所以当v0> 8gh3 时，滑块A可以滑过斜面顶端。