2023年高三物理二輪練習(xí)08 機車啟動問題與三大力場中的變力做功問題（解析版）

2023年高三物理二輪高頻考點沖刺突破

專題08機車啟動問題與三大力場中的變力做功問題

專練目標(biāo)專練內(nèi)容

目標(biāo)1高考真題（IT—4T）

目標(biāo)2兩類機車啟動計算類問題（5T-8T）

目標(biāo)3兩類機車啟動圖像類問題（9T-12T）

目標(biāo)4重力場中的變力做功問題（13T—16T）

目標(biāo)5電磁場中的變力做功問題（17T—20T）

【典例專練】

一、高考真題

1.如圖所示，粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長為A的輕質(zhì)細(xì)桿，一端可繞豎直光滑軸。轉(zhuǎn)動，另一

端與質(zhì)量為加的小木塊相連。木塊以水平初速度%出發(fā)，恰好能完成一個完整的圓周運動。在運動過程中,

木塊所受摩擦力的大小為（）

AB.cD?1?

?S47rL??

【答案】B

【詳解】在運動過程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功與路徑有關(guān)，根據(jù)動能定理-Λ2%A=0-gm*

可得摩擦力的大小/=遮故選B。

4πL

2.“復(fù)興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力，從而達(dá)到提速的目的?？傎|(zhì)量為m的動車組在平直的軌道上行駛。

該動車組有四節(jié)動力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P,若動車組所受的阻力與其速率成正比

（。=八，%為常量），動車組能達(dá)到的最大速度為%。下列說法正確的是（）

A.動車組在勻加速啟動過程中，牽引力恒定不變

B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則動車組從靜止開始做勻加速運動

C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛的速度為

D.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間,達(dá)到最大速度％,則這一過程中

該動車組克服阻力做的功為;a%?-R

【答案】C

【詳解】A.對動車由牛頓第二定律有尸-%Fa若動車組在勻加速啟動，即加速度。恒定，但%=H隨速

度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯誤；

4P

B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P,由牛頓第二定律有——仙=加。故可知加速啟動

V

的過程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯誤；

C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛時加速度為零，有2=2"5=PH而以額定功率

V

4尸3

勻速時，有一="聯(lián)立解得V=：%故C正確；

D.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值，動車組從靜止啟動，經(jīng)過時間/達(dá)到最大速度乙，由動能定理可

知4尸,-叫訓(xùn)=；機彳-0可得動車組克服阻力做的功為心］=4R而以故D錯誤；故選C?

3.小明用額定功率為1200W、最大拉力為30ON的提升裝置，把靜置于地面的質(zhì)量為20kg的重物豎直提升

到高為85.2m的平臺，先加速再勻速，最后做加速度大小不超過5m∕s2的勻減速運動，到達(dá)平臺的速度剛好

為零，g取Iom/S?,則提升重物的最短時間為（）

A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s

【答案】C

【詳解】為了以最短時間提升重物，一開始先以最大拉力拉重物做勻加速上升，當(dāng)功率達(dá)到額定功率時，

保持功率不變直到重物達(dá)到最大速度，接著做勻速運動，最后以最大加速度做勻減速上升至平臺速度剛好

為零，重物在第一階段做勻加速上升過程，根據(jù)牛頓第二定律可段4=上整=30°W)X10m∕s2=5m∕s2

in20

當(dāng)功率達(dá)到額定功率時，設(shè)重物的速度為匕，則有匕=U=W)Tm∕s=4m∕s此過程所用時間和上升高度分

別為，I=L=[s=0?8s；%=T-=17m=L6m重物以最大速度勻速時，有Vln=冬=殳=?l黑m∕s=6m∕s

52q2×5TIng200

重物最后以最大加速度做勻減速運動的時間和上升高度分別為右=%L=?∣s=L2s;/,=吳=Em=3.6m

%52am2×5

設(shè)重物從結(jié)束勻加速運動到開始做勻減速運動所用時間為L,該過程根據(jù)動能定理可得

P^t2-mgh2=g加4-g叫2又"=85.2m-1.6m-3.6m=80m聯(lián)立解得=13?5s故提升重物的最短時間為

%n=4+L+4=°?8s+13.5s+1.2s=15.5s,C正確，ABD錯誤；故選C。

4.額定功率相同的甲、乙兩車在同一水平路面上從靜止啟動，其發(fā)動機的牽引力隨時間的變化曲線如圖所

示。兩車分別從。和A時刻開始以額定功率行駛，從4和。時刻開始牽引力均視為不變。若兩車行駛時所受

的阻力大小與重力成正比，且比例系數(shù)相同，則()

A.甲車的總重比乙車大B.甲車比乙車先開始運動

C.甲車在4時刻和乙車在4時刻的速率相同D.甲車在G時刻和乙車在〃時刻的速率相同

【答案】ABC

【詳解】A.根據(jù)題述，兩車額定功率P相同，勻速運動后牽引力等于阻力，因此甲車阻力大于乙車阻力，

根據(jù)甲車4時刻后和乙車時刻后兩車牽引力不變，甲車牽引力大于乙車可知尸=/=的陪可知甲車的總重

比乙車大，故A正確；

B.如圖所示

甲車在4點所對應(yīng)的時刻牽引力與阻力瞬間相等，所以甲車從這個時刻開始，做加速運動；乙車在8點所

對應(yīng)的時刻牽引力與阻力瞬間相等，乙車從這個時刻開始加速，所以甲車比乙車先開始運動，故B正確；

C.兩車分別從％和4時刻開始以額定功率行駛，這兩個時刻，兩車的牽引力等大，由尸=Fn可知，甲車在4

時刻和乙車在4時刻的速率相同，故C正確；

D.&時刻甲車達(dá)到最大速度，。時刻乙車達(dá)到最大速度，根據(jù)汽車的額定功率尸=加=初留嗑可知由于甲

車的總重比乙車大，所以甲車在G時刻的速率小于乙車在G時刻的速率，故D錯誤。故選ABC。

二、兩類機車啟動計算類問題

5.上海市區(qū)運行著裝備超級電容的快充高智能超級電容公交車，此公交車在乘客上下車的間隙進(jìn)行充電，

充電不到IoOS就能行駛6km,此公交車質(zhì)量為1.5xl()4kg,最大功率為3.0χ10$W。公交車運行線路始終在

同一水平面內(nèi)，正常運行時受到的阻力恒為車重的木，公交車由靜止開始啟動，最快只需要30s就能達(dá)到

最大速度，取重力加速度大小g=10m∕s2,則公交車從靜止啟動到速度最大時通過的路程的最小值為()

A.30OmB.400mC.500mD.600m

【答案】B

【詳解】根據(jù)題意可知，公交車從靜止啟動到速度最大時，一直以最大功率行駛，所用時間最短，通過的

3.0X105/,

路程最短，當(dāng)牽引力等于阻力時，公交車的速度最大，則最大速度為%=7=JI仙二InVS=2Um∕s

j1,5×10×10×

10

設(shè)公交車從靜止啟動到速度最大時通過的路程的最小值為X,由動能定理有尸，-笈=；機年代入數(shù)據(jù)解得

x=400m故選Bc

6.高速磁懸浮列車在水平長直軌道上的模擬運行圖如圖所示，列車由質(zhì)量均為機的5節(jié)車廂組成，其中1

號車廂為動力車廂。列車由靜止開始以額定功率尸運行，經(jīng)過一段時間達(dá)到最大速度，列車向右運動過程

中，1號車廂會受到前方空氣的阻力，假設(shè)車廂碰到空氣前空氣的速度為0,碰到空氣后空氣的速度立刻與

列車速度相同，已知空氣密度為外1號車廂的迎風(fēng)面積（垂直運動方向上的投影面積）為S,不計其他阻

力，忽略2號、3號、4號、5號車廂受到的空氣阻力。當(dāng)列車以額定功率運行到速度為最大速度的一半時,

2號車廂對3號車廂的作用力大小為（）

A.B.C.:師D.

【答案】A

【詳解】設(shè)動車的速度為V,動車對空氣的作用力為R根據(jù)動量定律可得尸f=XMSv-O解得F=夕Sv2當(dāng)牽

引力等于阻力時，速度達(dá)到最大，則P=PVm解得％=標(biāo)當(dāng)速度達(dá)到最大速度一半時，此時速度為M=g%

此時受到的牽引力心=:解得/=2啊忑此時受到的阻力∕=0Sχ仔A=；正萩對整體根據(jù)牛頓第

二定律=5%。對3、4、5號車廂，根據(jù)牛頓第二定律可得尸'=3∕nα聯(lián)立解得尸'=三正苫故選A。

7.2021年7月20日，我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的時速600公里的高速磁懸浮列車在山東青島成功下線。

若磁懸浮列車的質(zhì)量為加，在平直軌道上從靜止開始做加速直線運動，經(jīng)時間f前進(jìn)的距離為L此時車速

達(dá)到最大值%,設(shè)此過程中列車牽引力的功率恒為尸，所受的阻力恒為車重的上倍，重力加速度大小為g,

則在此段時間內(nèi)牽引力所做的功可表示為（）

A.PtB.kMgLC.kMgvrntD.-Mvn^+kMgL

【答案】ACD

【詳解】BD.阻力大小為∕=ΛW牽引力做功為%,克服阻力做功為叫，則有叼?=M3;%-力=；"%2

2

解得力=^Mvm+kMgL,B錯誤，D正確；

AC,達(dá)到最大車速時牽引力與阻力等大，即尸=/=kMg牽引力的功率為P=Gm=ZΛ3m牽引力所做的功為

W=Pt=kMgvmt,AC正確。故選ACDo

8.2019年12月17日，我國第一艘國產(chǎn)航空母艦"山東艦”正式交付海軍，"山東艦"發(fā)動機最大輸出功率為

P，最大航行速度為％，其航行時所受的阻力隨速度增大而增大，某次直線航行過程中，下列說法中正確的

是（）

A.若"山東艦"勻加速啟動，則在勻加速階段，發(fā)動機提供的牽引力大小恒定

B.若"山東艦"以恒定功率尸啟動，經(jīng)時間f后速度達(dá)%,則有Pf=B加丹

C.若"山東艦”以%勻速航行時，所受的阻力為C

%

D.若"山東艦"以自勻速航行時，發(fā)動機輸出功率小于?

【答案】CD

【詳解】A.根據(jù)牛頓第二定律可得尸-/=，"”在勻加速階段，所受的阻力隨速度增大而增大，可知發(fā)動機

提供的牽引力也增大，故A錯誤：

B.若"山東艦"以恒定功率尸啟動，經(jīng)時間f后速度達(dá)％，根據(jù)動能定理可得根片故B錯誤；

C.若"山東艦"以喙勻速航行時，此時牽引力等于阻力，則有Zn=/=一故C正確;

D.若"山東艦"以經(jīng)勻速航行時，此時牽引力等于阻力，則有P'=F∕=f'AL由于航行時所受的阻力隨速

度增大而增大，則有P=*看L=,故D正確。故選CD。

三、兩類機車啟動圖像類問題

9.送藥機器人為打贏疫情阻擊戰(zhàn)作出了巨大的貢獻(xiàn)。如圖甲所示，在某次送藥過程中，送藥機器人"艾米"

（圖中末畫出）的輸出功率恒為P,在水平地面“8段，“艾米"速度為W向右勻速運動，前方的水平地面BC

段鋪有地毯，阻力較大。4時刻“艾米"到達(dá)B點且通過整個路段的四圖像如圖乙所示，在，2時刻圖線與水

平虛線相切，此時"艾米”的速度為為且恰好到達(dá)C點。假設(shè)"艾米"在兩個路段上所受阻力均恒定，由以上條

件不能求出的是（）

A."艾米"在48段上所受的阻力B."艾米”在BC段上所受的阻力

C."艾米”在BC段上牽引力做的功D."艾米”在BC段上克服阻力做的功

【答案】D

【詳解】A.由于“艾米”在4B段上勻速運動，因此所受的阻力與牽引力相等，阻力大小為＜=F=土，A能

Vl

求出；

P

B.由于"艾米”在BC段上最終也勻速運動，因此所受的阻力與牽引力相等，阻力大小為人=一，B能求出；

V2

C."艾米〃在BC段上牽引力做的功皿F=PA=P（LF）,C能求出；

D.由于BC段的位移無法求出，因此不能功的定義匕=△求出克服阻力做的功，如果利用動能定理，則

%-Q=琢-Y由于沒有給出機器人"艾米"的質(zhì)量"?，也無法求出克服阻力做的功，D不能求出。

故選D。

10.一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛，汽車所受牽引力F隨時間r變化關(guān)系圖線如圖所示。若汽車的質(zhì)

量為“，阻力恒定，汽車達(dá)到額定功率后保持不變，則以下說法正確的是（）

A.汽車勻速運動的速度大小為壯心乜

m

B.汽車勻加速運動階段的加速度大小為艱

m

C.汽車先做勻加速直線運動，然后再做減速直線運動

D.汽車的額定功率為芻二區(qū)居4

m

【答案】D

【詳解】C.由圖可知，汽車在前％時間內(nèi)的牽引力不變，汽車做勻加速直線運動，％-12時間內(nèi)汽車的牽

引力逐漸減小，則汽車的加速度逐漸減小，汽車做加速度減小的加速運動，直到車的速度達(dá)到最大值，以

后做勻速直線運動，故C錯誤；

B.可知在4時間末汽車的功率達(dá)到額定功率，汽車的速度達(dá)到最大值后牽引力等于阻力，所以阻力.六E，

汽車勻加速運動階段的加速度大小為。=2二/=殳支故B錯誤；

mtn

D.tl時間末汽車的速度V=M=C二弓%汽車的額定功率為P="V=2二二巴4故D正確；

mm

PPF-F

A.汽車勻速運動的速度大小為%=7=鼻=七ΓL∕?故A錯誤。故選D。

f耳mF1

11.某學(xué)習(xí)小組通過質(zhì)量為機的電動玩具小車在水平面上的運動來研究功率問題。小車剛達(dá)到額定功率開

4

始計時，且此后小車功率不變，小車的v-f圖像如圖甲所示，加時刻小車的速度達(dá)到最大速度的小車速

度由%增加到最大值過程小車的牽引力與速度的關(guān)系圖像如圖乙所示，且FV圖線是雙曲線的一部分，運

動過程中小車所受阻力恒定，下列說法正確的是（）

A.小車的額定功率為ΛA

B.小車所受阻力為5鳥

C.小車速度達(dá)到最大速度的一半時，加速度大小為為

m

D.0大時間內(nèi)，小車運動的位移大小為°

2《

【答案】D

【詳解】A.計時開始后小車一直以額定功率運動4=Fv分析圖象可知，在f=0時尸=5不；v=v0

則小車的額定功率4=5用％故A錯誤；

B.當(dāng)小車以最大速度勻速運動時尸=入且阻力為/=F=K選項B錯誤；

C,由于4=加代入4=5《％解得%=5%速度為今時，小車的牽引力尸=4-=凈=

由牛頓第二定律知此時小車的加速度大小α=￡二工=阻二G=區(qū)故C錯誤；

mtnm

D.設(shè)小車在0~4時間內(nèi)的位移大小為s,根據(jù)動能定理有力。-6=；加（4%）2-；機*將/=乙、七=5乙%

代入解得S=5v(A)-E警故D正確。故選D。

2耳

12.質(zhì)量為機的重物在起重機的作用下由靜止開始沿豎直方向加速上升。已知起重機功率恒定，加速度。與

速度倒數(shù)1的關(guān)系圖像如圖所示，重物的速度為匕時對應(yīng)的加速度為卬，不計空氣阻力，重力加速度為g。

V

下列說法正確的是()

g

A.圖線的橫截距為

m+g)%

g

B.重物的最大速度為

m+g)κ

C.起重機的功率恒為"叫匕

D.重物速度為]受到的拉力為2加q+g)

【答案】AD

P1

【詳解】A.根據(jù)牛頓第二定律和瞬時功率公式可得尸-mg=Μ。，P=FV解得Q=---------g圖像斜率為

JmV

)=%：g=(%+g)匕=￡]_g.

1m當(dāng)a=0時—=7；一故A正確；

7v(q+g)匕

B.重物的最大速度為%=色±正故B錯誤；

g

k=%+g=(4+?v=￡

c.由圖像可得1㈠〃，解得功率為尸=機(％+g)用故C錯誤：

K

D.根據(jù)功率公式可得P=尸解得尸'=2"z(q+g)故D正確。故選AD。

四、重力場中的變力做功問題

13.如圖所示，密度為小邊長為α的正立方體木塊漂浮在水面上（刀為木塊在水面上的高度）?，F(xiàn)用豎直向

下的力F將木塊按入水中，直到木塊上表面剛浸沒，則此過程中木塊克服浮力做功為（已知水的密度為p。、

重力加速度為g）（）

B?∣a3gA(p+p)

A.ρa3gh0

33

C.poagh(a-h)D.-agA(α-A)(p+p0)

【答案】B

【詳解】木塊漂浮在水面上時有尸后G=∕>g/木塊上表面剛浸沒時受到的浮力為F可陪/浮力做的功為

W=FW^?/?=ggα%（n+no）故選B。

22

14.如圖所示的水平軌道X。足夠長，只有8C部分是粗糙的，其長度為Z=Im,其余部分是光滑的，質(zhì)量

為1kg,長度為2Z的粗細(xì)相同的勻質(zhì)軟繩靜止在8點的左側(cè)（繩的右端在8點），軟繩與粗糙部分的動摩擦

因數(shù)為M=0.8,現(xiàn)用尸=2N的水平向右的恒力作用在軟繩上，軟繩始終保持伸直狀態(tài)且長度不變，重力加

速度為g=10m?2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則在軟繩運動的過程中，下列說法正確的是（）

---A

一一Cr二/〃〃〃〃/?

r—2l—*i*-L→?D

ABC

A.軟繩先做勻加速后做勻減速運動B.軟繩的左端能經(jīng)過8點

C.軟繩的最大動能為0.5JD.軟繩克服摩擦力做功4.0J

【答案】C

YY

【詳解】設(shè)繩子B端向右運動位移為X,當(dāng)O≤x≤L時，繩子所受摩擦力耳=JLJ—mg=-μmg當(dāng)L<x≤2L

乙L乙L

時，繩子所受摩擦力耳=，5，〃g=g〃〃?g繩子所受摩擦力隨位移X變化如圖所示

又Ff-X圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體克服摩擦力做的功％,當(dāng)0≤X≤L時，?x=^μmg①

對繩子由動能定理得Er-%;=；，加一0②當(dāng)X=L時V=O又J=g"2g=4N；F=2N得尸<%α所以設(shè)

繩子8端向右運動位移為C速度為零，停止運動。

A.拉力尸先比摩擦力大，后比摩擦力小，軟繩先做加速運動后做減速運動。0≤x4L時，摩擦力為變力，

所以加速度不恒定，A錯誤；

B.當(dāng)X=L時，繩子停止運動，軟繩的左端不能經(jīng)過B點，B錯誤；

C.由①②得,當(dāng)x=；x2Z=0.5m動能最大Ekm=金〃wg=0.5J,C正確：

2

T1

D.8端向右運動位移心的過程中，克服摩擦力做功峰=2∕∕∕πg(shù)==N=2J,D錯誤。故選C。

15.如圖甲所示，在粗糙的水平面上，放著可視為質(zhì)點的A、B兩物塊，質(zhì)量分別為%=Ikg和叫=5kg。

輕彈簧一端與物塊A相連，另一端與豎直墻壁相連。未施加拉力F時，A到墻壁的距離小于彈簧原長且整

個系統(tǒng)恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。從/=0時刻開始，對B施加一水平向右的力尸使物塊B做勻加速運動，力廠隨

時間變化如圖乙，已知物塊與地面的動摩擦因數(shù)均為0.5,g取IomZS2。

A.彈簧的勁度系數(shù)為300N∕m

B.物塊B在f=O時的加速度大小為5m∕s2

C.f=0到"0.2S的過程中力廠做的功為4J

D.，=0到AB分開的過程中，A克服摩擦力的功為0.5J

【答案】BCD

【詳解】B.根據(jù)題意，設(shè)未施加拉力尸時，彈簧的形變量為％,則有依。="（〃八+〃％）8

/=0時刻，施加拉力尸，對A、B整體，由牛頓第二定律有尸+質(zhì)。-〃（加A+MB）g=（wιA+w?”

由圖乙可知，f=0時拉力為尸=30N解得a=5m∕s2故B正確；

D.由圖可知，f=0.2s時，A、B開始分離，由運動學(xué)公式x=%t+gα/可得，此過程AB的位移大小為

x==0.1m則/=0到AB分開的過程中，A克服摩擦力的功為%=WnAgX=°?5J故D正確；

A.設(shè)AB恰好分離時，彈簧的形變量為為,對物體A,由牛頓第二定律有依I-WnAg=%。乂有%-玉=X

解得左=200N/m故A錯誤；

C.根據(jù)題意可知，AB分開之前，拉力F與位移的關(guān)系式為F=h+30又有AB恰好分離時，AB運動的位移

為X=O.Im可得，A、B恰好分離時F=50N則f=0到f=0.2s的過程中力F做的功為W=型土型x0.1J=4J

2

故C正確。故選BCD。

16.宇航員飛到一個被稠密氣體包圍的某行星上進(jìn)行科學(xué)探索。他站在該行星表面，從靜止釋放一個質(zhì)量

為〃?的物體，由于氣體阻力的作用，其加速度。隨下落位移X變化的關(guān)系圖像如圖所示。已知該星球半徑為

R，萬有引力常量為G。下列說法正確的是（）

A.該行星的平均密度為片氣

4πGR

B.該行星的第一宇宙速度為^

c.衛(wèi)星在距該行星表面高〃處的圓軌道上運行的周期為四」的也

D.從釋放到速度剛達(dá)到最大的過程中，物體克服阻力做功絲魯

【答案】ABD

【詳解】A?由圖可知，物體開始下落瞬間，只受萬有引力作用，根據(jù)萬有引力等于重力，可知鬻=mg=，"％

M

乂"百聯(lián)立'可得片了怠故A正確;

有"I=匚聯(lián)立，可得V=再故B正確;

B.在行星表面飛行的衛(wèi)星，萬有引力提供向心力,WJ

R~R

有舟=懵憶）聯(lián)立，可得等

C.衛(wèi)星在距該行星表面高力處的圓軌道上運行時,

故C錯誤;

D.從釋放到速度剛達(dá)到最大的過程中，設(shè)阻力為了,由牛頓第二定律可得mg-/="?。解得

f=mg-ma=ma0―儂/阻力做功為%=-fa0=-(ma0-ma)x0=-V羅即物體克服阻力做功裳結(jié).

故D正確；故選ABD。

五、電磁場中的變力做功問題

17.如圖所示，某空間區(qū)域的豎直平面內(nèi)存在電場，其中豎直的一條電場線如圖甲中虛線所示。一個質(zhì)量

為機、電荷量為夕的帶正電小球，在電場中從。點由靜止開始沿電場線豎直向下運動。以。為坐標(biāo)原點，

取豎直向下為X軸的正方向，小球的機械能E與位移X的關(guān)系如圖乙所示，不計空氣阻力。則()

A.沿X軸方向電場強度變大，方向沿X軸正方向

B.從O到為的過程中，小球的速率越來越小，加速度越來越大

C.從。到看的過程中，相等的位移內(nèi)，小球克服電場力做的功變大

D.到達(dá)不位置時，小球速度的大小為［F->+遜J

ym

【答案】C

【詳解】A.小球機械能的變化量取決于除重力外的其他力所做的功，即AE機=qEΔx故乙圖線的斜率表示

小球所受到的電場力，斜率變大場強變大，另外可知機械能減小，電場力做負(fù)功，場強沿X軸負(fù)方向，A錯

誤;

B.從。到々的過程中，據(jù)牛頓第二定律可得mg-qE=mα由于E變大，可知。變小，小球由靜止釋放后做

加速度減小的加速運動，B錯誤；

C.從。到看的過程中，相等的位移X內(nèi)，小球克服電場力做功為力=qE?x由于E變大，可知力變大，C

正確；

D.從。到玉的過程中，據(jù)動能定理可得"7g±-(E°-g)=g∕m?解得到達(dá)々位置時，小球速度的大小為

V=Fg-I+除J,D錯誤。故選C。

Vm

18.如圖所示，平行板電容器水平放置，兩極板間電場強度大小為￡,中間用一光滑絕緣細(xì)桿垂直連接，桿

上套有帶正電荷的小球和絕緣彈簧，小球壓在彈簧上，但與彈簧不拴接。開始時對小球施加一豎直向下的

外力，將小球壓至某位置使小球保持靜止。撤去外力后小球從靜止開始向上運動，上升〃時恰好與彈簧分

離，分離時小球的速度為也小球上升過程不會撞擊到上極板，已知小球的質(zhì)量為機，帶電荷量為夕，重力

加速度為g，下列說法正確的是()

A.與彈簧分離時小球的動能為收W+4附

B.從開始運動到與彈簧分離，小球與彈簧組成的系統(tǒng)增加的機械能為q劭

C.從開始運動到與彈簧分離，小球減少的電勢能為華

D.撤去外力時，彈簧的彈性勢能為:機--(qE-,"gM

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)動能定理可知，合外力對小球所做的功等于小球動能的變化量，所以小球與彈簧分離時小

球的動能為線=qEh-mgh+Eft故A錯誤;

B.由功能關(guān)系知，從開始運動到與彈簧分離，從開始運動到與彈簧分離，小球與彈簧組成的系統(tǒng)增加的機

械能為電場力做的功為4劭，故B正確：

C.由功能關(guān)系知小球減少的彈性勢能為電場力對小球所做的功為故C錯誤：

D.從撤去外力到小球與彈簧分力，由動能定理知=綜+盛〃_〃磔解得EP=IW2_（抽/Lmg心故D

正確。故選BDo

19.如圖所示，兩根足夠長光滑導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為，底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為，”的金

屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端，彈簧勁度系數(shù)為匕導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直。

現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，第一次達(dá)到最大速度V時.，回路產(chǎn)生的焦耳熱為。。若金屬棒和導(dǎo)

軌接觸良好，電阻均可忽略，則（）

A.金屬棒和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

B.金屬棒第一次達(dá)到最大速度時彈簧的伸長量為處也左

kR

C.金屬棒最后靜止時電阻火上產(chǎn)生的總熱量為生支

k

D.金屬棒第一次達(dá)到最大速度時彈簧的彈性勢能小于‘箕-

【答案】BD

【詳解】A.金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放后，速度逐漸增大，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，金屬棒受

到豎直向上的安培力，