高三物理二輪高頻考點沖刺突破專題11三大力場中動量守恒定律的應(yīng)用(原卷版+解析)

2023年高三物理二輪高頻考點沖刺突破專題11三大力場中動量守恒定律的應(yīng)用專練目標專練內(nèi)容目標1高考真題（1T—5T）目標2重力場中碰撞類問題中動量守恒定律的應(yīng)用（5T—10T）目標3重力場中類碰撞類問題中動量守恒定律的應(yīng)用（11T—15T）目標4電場中動量守恒定律的應(yīng)用（16T—20T）目標5磁場中動量守恒定律的應(yīng)用（21T—25T）【典例專練】高考真題1．質(zhì)量為和的兩個物體在光滑水平面上正碰，其位置坐標x隨時間t變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．碰撞前的速率大于的速率 B．碰撞后的速率大于的速率C．碰撞后的動量大于的動量 D．碰撞后的動能小于的動能2．如圖（a），質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個系統(tǒng)，外力作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為。撤去外力并開始計時，A、B兩物體運動的圖像如圖（b）所示，表示0到時間內(nèi)的圖線與坐標軸所圍面積大小，、分別表示到時間內(nèi)A、B的圖線與坐標軸所圍面積大小。A在時刻的速度為。下列說法正確的是（）A．0到時間內(nèi)，墻對B的沖量等于mAv0B．mA>mBC．B運動后，彈簧的最大形變量等于D．3．利用云室可以知道帶電粒子的性質(zhì)，如圖所示，云室中存在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，一個質(zhì)量為m、速度為v的電中性粒子在A點分裂成帶等量異號電荷的粒子a和b，a、b在磁場中的徑跡是兩條相切的圓弧，相同時間內(nèi)的徑跡長度之比，半徑之比，不計重力及粒子間的相互作用力，求：（1）粒子a、b的質(zhì)量之比；（2）粒子a的動量大小。4．如圖所示，在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量m的物塊a靜置于懸點O正下方的A點，以速度v逆時針轉(zhuǎn)動的傳送帶MN與直軌道AB、CD、FG處于同一水平面上，AB、MN、CD的長度均為l。圓弧形細管道DE半徑為R，EF在豎直直徑上，E點高度為H。開始時，與物塊a相同的物塊b懸掛于O點，并向左拉開一定的高度h由靜止下擺，細線始終張緊，擺到最低點時恰好與a發(fā)生彈性正碰。已知，，，，，物塊與MN、CD之間的動摩擦因數(shù)，軌道AB和管道DE均光滑，物塊a落到FG時不反彈且靜止。忽略M、B和N、C之間的空隙，CD與DE平滑連接，物塊可視為質(zhì)點，取。（1）若，求a、b碰撞后瞬時物塊a的速度的大??；（2）物塊a在DE最高點時，求管道對物塊的作用力與h間滿足的關(guān)系；（3）若物塊b釋放高度，求物塊a最終靜止的位置x值的范圍（以A點為坐標原點，水平向右為正，建立x軸）。5．如圖（a），一質(zhì)量為m的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接，靜止在光滑水平面上：物塊B向A運動，時與彈簧接觸，到時與彈簧分離，第一次碰撞結(jié)束，A、B的圖像如圖（b）所示。已知從到時間內(nèi)，物塊A運動的距離為。A、B分離后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，與一直在水平面上運動的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，達到的最高點與前一次相同。斜面傾角為，與水平面光滑連接。碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。求（1）第一次碰撞過程中，彈簧彈性勢能的最大值；（2）第一次碰撞過程中，彈簧壓縮量的最大值；（3）物塊A與斜面間的動摩擦因數(shù)。重力場中碰撞類問題中動量守恒定律的應(yīng)用6．如圖所示，兩質(zhì)量分別為m1和m2的彈性小球A、B疊放在一起，從高度為h處自由落下，h遠大于兩小球半徑，落地瞬間，B先與地面碰撞，后與A碰撞，所有的碰撞都是彈性碰撞，且都發(fā)生在豎直方向、碰撞時間均可忽略不計。已知m2＝4m1，則A反彈后能達到的高度大約為（）A．2.2h B．3h C．4h D．4.8h7．如圖所示“牛頓擺”裝置，5個完全相同的小鋼球用輕繩懸掛在水平支架上，5根輕繩互相平行，5個鋼球彼此緊密排列，球心等高．用1、2、3、4、5分別標記5個小鋼球．當把小球1向左拉起一定高度，如圖甲所示，然后由靜止釋放，在極短時間內(nèi)經(jīng)過小球間的相互碰撞，可觀察到球5向右擺起，且達到的最大高度與球1的釋放高度相同，如圖乙所示．關(guān)于此實驗，下列說法中正確的是（

）A．上述實驗過程中，5個小球組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒B．上述實驗過程中，5個小球組成的系統(tǒng)機械能不守恒，動量不守恒C．如果同時向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球4、5一起向右擺起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的釋放高度D．如果同時向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球3、4、5一起向右擺起，且上升的最大高度與小球1、2、3的釋放高度相同8．如圖所示，足夠長的光滑水平直軌道與光滑圓弧軌道平滑連接，B為圓弧軌道的最低點。一質(zhì)量為的小球a從直軌道上的A點以大小為的初速度向右運動，一段時間后小球a與靜止在B點的小球b發(fā)生彈性正碰，碰撞后小球b沿圓弧軌道上升的最大高度為（未脫離軌道）。取重力加速度大小，兩球均視為質(zhì)點，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A．碰撞后瞬間，小球b的速度大小為 B．碰撞后瞬間，小球a的速度大小為C．小球b的質(zhì)量為 D．兩球會發(fā)生第二次碰撞9．如圖所示，A、B、C三個半徑相同的小球穿在兩根平行且光滑的足夠長的桿上，三個球的質(zhì)量分別為mA=3kg，mB=2kg，mC=1kg，三個小球的初狀態(tài)均靜止，B、C兩球之間連著一根輕質(zhì)彈簧，彈簧處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)給A一個向左的初速度v0=10m/s，A、B碰后A球的速度依然向左，大小為2m/s，下列說法正確的是（）A．球A和B的碰撞是彈性碰撞B．球A和B碰撞后，球B的最小速度可為0C．球A和B碰撞后，彈簧的最大彈性勢能可以達到72JD．球A和B碰撞后，球B速度最小時球C的速度可能為16m/s10．如圖甲，物塊A、B的質(zhì)量分別是mA=4.0kg和mB=3.0kg，兩物塊之間用輕彈簧拴接，放在光滑的水平地面上，物塊B右側(cè)與豎直墻壁相接觸；另有一物塊C從t=0時，以一定速度向右運動。在t=4s時與物塊A相碰，并立即與A粘在一起不再分開，物塊C的v-t圖象如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．墻壁對物塊B的彈力在4~12s的時間內(nèi)對B的沖量I的大小為12N·sB．物塊C的質(zhì)量為2kgC．B離開墻后的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能為8JD．B離開墻后的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能為4J重力場中類碰撞類問題中動量守恒定律的應(yīng)用11．如圖所示，一質(zhì)量為的小車靜止在光滑水平地面上，其左端點與平臺平滑連接。小車上表面是以為圓心、半徑為的四分之一圓弧軌道．質(zhì)量為的光滑小球，以的速度由水平臺面滑上小車。已知豎直，水平，水平臺面高，小球可視為質(zhì)點，重力加速度為。則（）A．小車能獲得的最大速度為B．小球在點的速度大小為C．小球在點速度方向與水平方向夾角的正切值為D．小球落地時的速度大小為12．質(zhì)量為M的均勻木塊靜止在光滑的水平面上，木塊左右兩側(cè)各有一位拿著完全相同的步槍和子彈的射擊選手。如圖所示，子彈質(zhì)量為m，首先左側(cè)的射擊選手開槍，子彈水平射入木塊的深度為，子彈和木塊相對靜止后右側(cè)的射擊選手開槍，子彈水平射入木塊的深度為，設(shè)子彈均未射穿木塊，且兩子彈與木塊之間的作用力大小相等。當兩顆子彈均相對木塊靜止時，兩子彈射入的深度之比，則為（）A． B． C． D．13．如圖所示，木板A和半徑為的光滑圓弧槽靜置在光滑水平面上，和B接觸但不粘連，質(zhì)量均為，A右端與B相切?，F(xiàn)有一質(zhì)量為的小滑塊C以的水平初速度從左端滑上A，當C運動到A的右端時其速度大小為。已知A、C間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取。在從滑塊C滑上木板A開始的整個運動過程中，下列說法正確的是（）A．整個過程中A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒B．木板A的長度為C．B的最大速度為D．滑塊C從下端離開B時其速度方向向左14．如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的兩端分別與質(zhì)量是m1=2kg、m2=3kg的A、B兩物塊相連，它們靜止在光滑水平面上?，F(xiàn)給物塊A一個水平向右的初速度v0=2m/s并從此時刻開始計時，兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．t2時刻彈簧處于原長狀態(tài)B．v1大小為0.4m/sC．v2大小為0.8m/sD．彈簧的最大彈性勢能為2.4J15．足夠大的光滑水平面上，一根不可伸長的細繩一端連接著質(zhì)量為的物塊，另一端連接質(zhì)量為的木板，繩子開始是松弛的。質(zhì)量為的物塊放在長木板的右端，與木板間的滑動摩擦力的大小等于最大靜摩擦力大小?，F(xiàn)在給物塊水平向左的瞬時初速度，物塊立即在長木板上運動。已知繩子繃緊前，、已經(jīng)達到共同速度；繩子繃緊后，、總是具有相同的速度；物塊始終未從長木板上滑落．下列說法正確的是（）A．繩子繃緊前，、達到的共同速度大小為B．繩子剛繃緊后的瞬間，、的速度大小均為C．繩子剛繃緊后的瞬間，、的速度大小均為D．最終、、三者將以大小為的共同速度一直運動下去電場中動量守恒定律的應(yīng)用16．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，A、B兩個小球質(zhì)量分別為2m和m，兩球均帶正電，某時刻A有指向B的初速度v0，B的速度為0，之后兩球在運動中始終未相碰，當兩球從此刻開始到相距最近的過程中，下列說法正確的是（）A．兩球系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒 B．兩球系統(tǒng)電勢能增加了C．電場力對A球做的功為 D．電場力對B球做的功為17．如圖所示，電容器固定在一個絕緣座上，絕緣座放在光滑水平面上。平行板電容器板間距離為d，右極板有一個小孔，有一長為的絕緣桿穿過小孔，左端固定在左極板上，電容器兩極板連同底座、絕緣桿總質(zhì)量為M，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的環(huán)套在桿上，環(huán)以某一初速度v0從桿右端對準小孔向左運動（M=3m）。假設(shè)帶電環(huán)不影響電容器板間電場的分布，兩極板間的電場為勻強電場，電容器外部電場和接觸面的摩擦均忽略不計。若帶電環(huán)進入電容器后距左板最小距離為，則（）A．帶電環(huán)與左極板間相距最近時的速度為B．帶電環(huán)從右極板小孔離開電場的速度為-v0C．極板間的電場強度大小為D．極板間的電場強度大小為18．如圖所示，光滑絕緣的水平面上方空間內(nèi)存在足夠大、方向水平向右，電場強度為E的勻強電場。水平面上小物塊A、B質(zhì)量均為m、相距為L，其中A帶正電，電荷量為q，B不帶電，某時刻同時由靜止釋放A、B，此后A與B之間的碰撞均為彈性正碰，且碰撞過程中無電荷轉(zhuǎn)移，碰撞時間忽略不計。求：（1）第1次碰撞后B的速度；（2）第2次碰撞與第3次碰撞之間的時間間隔：（3）第n次碰撞到第次碰撞過程中電場力對A球做的功。19．如圖所示，光滑水平絕緣軌道和光滑豎直半圓形絕緣軌道在C處平滑連接，豎直直徑CD長為2R，質(zhì)量為3m的不帶電物塊b靜止在C處，整個裝置處于水平向左的勻強電場中，電場強度為E?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量大小為的帶負電物塊a在水平軌道的某點由靜止釋放，兩物塊發(fā)生彈性碰撞后b恰能通過D點。物塊均可視為質(zhì)點，且只發(fā)生一次碰撞，碰撞時間極短，整個過程中物塊a的電荷量保持不變，重力加速度為g。（1）求碰撞后瞬間物塊b的速度大??；（2）求物塊a的釋放點到C的距離；（3）通過計算說明物塊a也能通過D點，并求a的落點到C的距離。20．如圖所示，固定斜面足夠長，傾角θ=37°。長l=2m的絕緣木板B置于斜面底端，帶電量C的小物塊A位于木板B的最下端?？臻g有沿斜面向上的勻強電場，場強N/C。同時將A、B由靜止釋放。已知A、B質(zhì)量均為m=1kg，A、B間動摩擦因數(shù)μ1=0.5，B與斜面間動摩擦因數(shù)μ2=0.125，不計空氣阻力。運動中，物塊A與B上端大小不計的擋板碰撞時間極短且為彈性碰撞。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）A、B第一次碰撞后瞬間分別的速度大小；（2）A、B第一次碰撞到第二次碰撞的時間間隔；（3）經(jīng)足夠長時間，全過程在AB接觸面上產(chǎn)生的總熱量。磁場中動量守恒定律的應(yīng)用21．如圖所示，兩光滑平行長直導(dǎo)軌，間距為d，放置在水平面上，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直，兩質(zhì)量都為m、電阻都為r的導(dǎo)體棒、垂直放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，兩棒兩導(dǎo)體棒距離足夠遠，靜止，以初速度向右運動，不計導(dǎo)軌電阻，忽略感生電流產(chǎn)生的磁場，則（）A．導(dǎo)體棒的最終速度為 B．導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為C．通過導(dǎo)體棒橫截面的電量為 D．兩導(dǎo)體棒的初始距離最小為22．如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒、，與導(dǎo)軌一起構(gòu)成閉合回路。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m，長度均為L，電阻均為R，其余部分的電阻不計。在整個導(dǎo)軌所在的平面內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。開始時，兩導(dǎo)體棒均在導(dǎo)軌上靜止不動，某時刻給導(dǎo)體棒以水平向右的初速度，則（）A．導(dǎo)體棒剛獲得速度時受到的安培力大小為B．導(dǎo)體棒、速度會減為0C．兩導(dǎo)體棒運動的整個過程中產(chǎn)生的熱量為D．當導(dǎo)體棒的速度變?yōu)闀r，導(dǎo)體棒的加速度大小為23．如圖所示，傾角為θ＝37°的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，兩導(dǎo)體棒ab、cd垂直于導(dǎo)軌放置，空間存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，現(xiàn)給導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌平面向下的初速度v0使其沿導(dǎo)軌向下運動，已知兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m，電阻相等，兩導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.75，導(dǎo)軌電阻忽略不計，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，從ab開始運動到兩棒相對靜止的整個運動過程中兩導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌保持良好的接觸，下列說法正確的是()A．導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為mv02B．導(dǎo)體棒cd中產(chǎn)生的焦耳熱為mv02C．當導(dǎo)體棒cd的速度為v0時，導(dǎo)體棒ab的速度為v0D．當導(dǎo)體棒ab的速度為v0時，導(dǎo)體棒cd的速度為v024．如圖所示，一質(zhì)量為m的足夠長U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上，bc邊長為L，不計金屬框電阻。一長為L的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上，導(dǎo)體棒的阻值為R、質(zhì)量為2m。裝置處于磁感應(yīng)強度為B、方向豎直向下的勻強磁場中?，F(xiàn)給金屬框水平向右的初速度v0，在整個運動過程中MN始終與金屬框保持良好接觸，則（）A．剛開始運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為b→c→N→MB．導(dǎo)體棒的最終和U形光滑金屬框一起勻速直線運動速度為C．導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為D．通過導(dǎo)體棒的電荷量為25．如圖所示，兩平行導(dǎo)軌、固定在水平絕緣桌面（圖中未畫出）上，間距為，軌道右側(cè)通過導(dǎo)線分別與阻值為（共中未知）的電阻、阻值為的電阻連接，開關(guān)和電動勢為的電源相連，與導(dǎo)軌垂直的虛線左側(cè)存在磁感應(yīng)強度大小為、方向豎直向下的勻強磁場，虛線到的距離為，質(zhì)量為、電阻不計的導(dǎo)體棒靜止于虛線左側(cè)足夠遠處的導(dǎo)軌上，質(zhì)量為導(dǎo)體棒的2倍的絕緣棒置于虛線右側(cè)的導(dǎo)軌上?，F(xiàn)閉合開關(guān)，導(dǎo)體棒向右運動，當導(dǎo)體棒運動到虛線位置時，斷開開關(guān)，已知導(dǎo)體棒到達前已經(jīng)做勻速直線運動，兩棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，重力加速度大小為，絕緣棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，、兩棒發(fā)生彈性碰撞，且碰撞時間極短，不計導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦和電源內(nèi)阻，不計導(dǎo)軌的電阻，求：（1）開關(guān)斷開瞬間，導(dǎo)體棒的速度大??；（2）導(dǎo)體棒離開磁場時的速度大?。唬?）絕緣棒在導(dǎo)軌上運動的距離。2023年高三物理二輪高頻考點沖刺突破專題11三大力場中動量守恒定律的應(yīng)用專練目標專練內(nèi)容目標1高考真題（1T—5T）目標2重力場中碰撞類問題中動量守恒定律的應(yīng)用（5T—10T）目標3重力場中類碰撞類問題中動量守恒定律的應(yīng)用（11T—15T）目標4電場中動量守恒定律的應(yīng)用（16T—20T）目標5磁場中動量守恒定律的應(yīng)用（21T—25T）【典例專練】高考真題1．質(zhì)量為和的兩個物體在光滑水平面上正碰，其位置坐標x隨時間t變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．碰撞前的速率大于的速率 B．碰撞后的速率大于的速率C．碰撞后的動量大于的動量 D．碰撞后的動能小于的動能【答案】C【詳解】A．圖像的斜率表示物體的速度，根據(jù)圖像可知碰前的速度大小為碰前速度為0，A錯誤；B．兩物體正碰后，碰后的速度大小為，碰后的速度大小為碰后兩物體的速率相等，B錯誤；C．兩小球碰撞過程中滿足動量守恒定律，即解得兩物體質(zhì)量的關(guān)系為根據(jù)動量的表達式可知碰后的動量大于的動量，C正確；D．根據(jù)動能的表達式可知碰后的動能大于的動能，D錯誤。故選C。2．如圖（a），質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個系統(tǒng)，外力作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為。撤去外力并開始計時，A、B兩物體運動的圖像如圖（b）所示，表示0到時間內(nèi)的圖線與坐標軸所圍面積大小，、分別表示到時間內(nèi)A、B的圖線與坐標軸所圍面積大小。A在時刻的速度為。下列說法正確的是（）A．0到時間內(nèi)，墻對B的沖量等于mAv0B．mA>mBC．B運動后，彈簧的最大形變量等于D．【答案】ABD【詳解】A．由于在0~t1時間內(nèi)，物體B靜止，則對B受力分析有F墻=F彈則墻對B的沖量大小等于彈簧對B的沖量大小，而彈簧既作用于B也作用于A，則可將研究對象轉(zhuǎn)為A，撤去F后A只受彈力作用，則根據(jù)動量定理有I=mAv0（方向向右）則墻對B的沖量與彈簧對A的沖量大小相等、方向相同，A正確；B．由a—t圖可知t1后彈簧被拉伸，在t2時刻彈簧的拉伸量達到最大，根據(jù)牛頓第二定律有F彈=mAaA=mBaB由圖可知aB>aA則mB<mA，B正確；C．由圖可得，t1時刻B開始運動，此時A速度為v0，之后AB動量守恒，AB和彈簧整個系統(tǒng)能量守恒，則可得AB整體的動能不等于0，即彈簧的彈性勢能會轉(zhuǎn)化為AB系統(tǒng)的動能，彈簧的形變量小于x，C錯誤；D．由a—t圖可知t1后B脫離墻壁，且彈簧被拉伸，在t1~t2時間內(nèi)AB組成的系統(tǒng)動量守恒，且在t2時刻彈簧的拉伸量達到最大，A、B共速，由a—t圖像的面積為，在t2時刻AB的速度分別為，A、B共速，則，D正確。故選ABD。3．利用云室可以知道帶電粒子的性質(zhì)，如圖所示，云室中存在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，一個質(zhì)量為m、速度為v的電中性粒子在A點分裂成帶等量異號電荷的粒子a和b，a、b在磁場中的徑跡是兩條相切的圓弧，相同時間內(nèi)的徑跡長度之比，半徑之比，不計重力及粒子間的相互作用力，求：（1）粒子a、b的質(zhì)量之比；（2）粒子a的動量大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【詳解】（1）分裂后帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，則有解得由題干知半徑之比，故因為相同時間內(nèi)的徑跡長度之比，則分裂后粒子在磁場中的速度為聯(lián)立解得（2）中性粒子在A點分裂成帶等量異號電荷的粒子a和b，分裂過程中，沒有外力作用，動量守恒，根據(jù)動量守恒定律因為分裂后動量關(guān)系為，聯(lián)立解得4．如圖所示，在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量m的物塊a靜置于懸點O正下方的A點，以速度v逆時針轉(zhuǎn)動的傳送帶MN與直軌道AB、CD、FG處于同一水平面上，AB、MN、CD的長度均為l。圓弧形細管道DE半徑為R，EF在豎直直徑上，E點高度為H。開始時，與物塊a相同的物塊b懸掛于O點，并向左拉開一定的高度h由靜止下擺，細線始終張緊，擺到最低點時恰好與a發(fā)生彈性正碰。已知，，，，，物塊與MN、CD之間的動摩擦因數(shù)，軌道AB和管道DE均光滑，物塊a落到FG時不反彈且靜止。忽略M、B和N、C之間的空隙，CD與DE平滑連接，物塊可視為質(zhì)點，取。（1）若，求a、b碰撞后瞬時物塊a的速度的大??；（2）物塊a在DE最高點時，求管道對物塊的作用力與h間滿足的關(guān)系；（3）若物塊b釋放高度，求物塊a最終靜止的位置x值的范圍（以A點為坐標原點，水平向右為正，建立x軸）?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）當時，，當時，【詳解】（1）滑塊b擺到最低點過程中，由機械能守恒定律解得與發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律可得；聯(lián)立解得（2）由（1）分析可知，物塊與物塊在發(fā)生彈性正碰，速度交換，設(shè)物塊剛好可以到達點，高度為，根據(jù)動能定理可得解得以豎直向下為正方向由動能定理聯(lián)立可得（3）當時，物塊位置在點或點右側(cè)，根據(jù)動能定理得從點飛出后，豎直方向水平方向根據(jù)幾何關(guān)系可得聯(lián)立解得代入數(shù)據(jù)解得當時，從釋放時，根據(jù)動能定理可得解得可知物塊達到距離點0.8m處靜止，滑塊a由E點速度為零，返回到時，根據(jù)動能定理可得解得距離點0.6m，綜上可知當時代入數(shù)據(jù)得5．如圖（a），一質(zhì)量為m的物塊A與輕質(zhì)彈簧連接，靜止在光滑水平面上：物塊B向A運動，時與彈簧接觸，到時與彈簧分離，第一次碰撞結(jié)束，A、B的圖像如圖（b）所示。已知從到時間內(nèi)，物塊A運動的距離為。A、B分離后，A滑上粗糙斜面，然后滑下，與一直在水平面上運動的B再次碰撞，之后A再次滑上斜面，達到的最高點與前一次相同。斜面傾角為，與水平面光滑連接。碰撞過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。求（1）第一次碰撞過程中，彈簧彈性勢能的最大值；（2）第一次碰撞過程中，彈簧壓縮量的最大值；（3）物塊A與斜面間的動摩擦因數(shù)?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）當彈簧被壓縮最短時，彈簧彈性勢能最大，此時、速度相等，即時刻，根據(jù)動量守恒定律根據(jù)能量守恒定律聯(lián)立解得；（2）解法一：同一時刻彈簧對、B的彈力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律可知同一時刻則同一時刻、的的瞬時速度分別為，根據(jù)位移等速度在時間上的累積可得，又解得第一次碰撞過程中，彈簧壓縮量的最大值解法二：B接觸彈簧后，壓縮彈簧的過程中，A、B動量守恒，有對方程兩邊同時乘以時間，有，0-t0之間，根據(jù)位移等速度在時間上的累積，可得將代入可得則第一次碰撞過程中，彈簧壓縮量的最大值（3）物塊A第二次到達斜面的最高點與第一次相同，說明物塊A第二次與B分離后速度大小仍為，方向水平向右，設(shè)物塊A第一次滑下斜面的速度大小為，設(shè)向左為正方向，根據(jù)動量守恒定律可得根據(jù)能量守恒定律可得聯(lián)立解得方法一：設(shè)在斜面上滑行的長度為，上滑過程，根據(jù)動能定理可得下滑過程，根據(jù)動能定理可得聯(lián)立解得方法二：根據(jù)牛頓第二定律，可以分別計算出滑塊A上滑和下滑時的加速度，，上滑時末速度為0，下滑時初速度為0，由勻變速直線運動的位移速度關(guān)系可得，聯(lián)立可解得重力場中碰撞類問題中動量守恒定律的應(yīng)用6．如圖所示，兩質(zhì)量分別為m1和m2的彈性小球A、B疊放在一起，從高度為h處自由落下，h遠大于兩小球半徑，落地瞬間，B先與地面碰撞，后與A碰撞，所有的碰撞都是彈性碰撞，且都發(fā)生在豎直方向、碰撞時間均可忽略不計。已知m2＝4m1，則A反彈后能達到的高度大約為（）A．2.2h B．3h C．4h D．4.8h【答案】D【詳解】下降過程為自由落體運動，由勻變速直線運動的速度位移公式得v2=2gh解得觸地時兩球速度相同，為，m2碰撞地之后，速度瞬間反向，大小相等，選m1與m2碰撞過程為研究過程，碰撞前后動量守恒，設(shè)碰后m1、m2速度大小分別為v1、v2，選向上方向為正方向，由動量守恒定律得：m2v-m1v=m1v1+m2v2由能量守恒定律得由題可知m2=4m1聯(lián)立解得反彈后高度為故D正確，ABC錯誤。故選D。7．如圖所示“牛頓擺”裝置，5個完全相同的小鋼球用輕繩懸掛在水平支架上，5根輕繩互相平行，5個鋼球彼此緊密排列，球心等高．用1、2、3、4、5分別標記5個小鋼球．當把小球1向左拉起一定高度，如圖甲所示，然后由靜止釋放，在極短時間內(nèi)經(jīng)過小球間的相互碰撞，可觀察到球5向右擺起，且達到的最大高度與球1的釋放高度相同，如圖乙所示．關(guān)于此實驗，下列說法中正確的是（

）A．上述實驗過程中，5個小球組成的系統(tǒng)機械能守恒，動量守恒B．上述實驗過程中，5個小球組成的系統(tǒng)機械能不守恒，動量不守恒C．如果同時向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球4、5一起向右擺起，且上升的最大高度高于小球1、2、3的釋放高度D．如果同時向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時由靜止釋放，經(jīng)碰撞后，小球3、4、5一起向右擺起，且上升的最大高度與小球1、2、3的釋放高度相同【答案】D【詳解】試題分析：上述實驗過程中，小球5能夠達到與小球1釋放時相同的高度，說明系統(tǒng)機械能守恒，而且小球5離開平衡位置的速度和小球1擺動到平衡位置的速度相同，說明碰撞過程動量守恒，但隨后上擺過程動量不守恒，動量方向在變化，選項AB錯．根據(jù)前面的分析，碰撞過程為彈性碰撞．那么同時向左拉起小球1、2、3到相同高度（如圖丙所示），同時由靜止釋放，那么球3先以與球4發(fā)生彈性碰撞，此后球3的速度變?yōu)?，球4獲得速度后與球5碰撞，球5獲得速度，開始上擺，同理球2與球3碰撞，最后球4以速度上擺，同理球1與球2碰撞，最后球3以速度上擺，所以選項C錯D對．8．如圖所示，足夠長的光滑水平直軌道與光滑圓弧軌道平滑連接，B為圓弧軌道的最低點。一質(zhì)量為的小球a從直軌道上的A點以大小為的初速度向右運動，一段時間后小球a與靜止在B點的小球b發(fā)生彈性正碰，碰撞后小球b沿圓弧軌道上升的最大高度為（未脫離軌道）。取重力加速度大小，兩球均視為質(zhì)點，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）A．碰撞后瞬間，小球b的速度大小為 B．碰撞后瞬間，小球a的速度大小為C．小球b的質(zhì)量為 D．兩球會發(fā)生第二次碰撞【答案】C【詳解】A．由機械能守恒可得碰后小球b在B點的速度為故A錯誤；BC．由動量守恒定律可得由機械能守恒可得聯(lián)立求得碰撞后瞬間，小球a的速度大小為，故B錯誤，C正確；D．碰后a球立刻向左運動，b球先向右運動到最高點，再向左返回到平面上運動，兩球速度大小相等，所以兩球不會發(fā)生第二次碰撞，故D錯誤。故選C。9．如圖所示，A、B、C三個半徑相同的小球穿在兩根平行且光滑的足夠長的桿上，三個球的質(zhì)量分別為mA=3kg，mB=2kg，mC=1kg，三個小球的初狀態(tài)均靜止，B、C兩球之間連著一根輕質(zhì)彈簧，彈簧處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)給A一個向左的初速度v0=10m/s，A、B碰后A球的速度依然向左，大小為2m/s，下列說法正確的是（）A．球A和B的碰撞是彈性碰撞B．球A和B碰撞后，球B的最小速度可為0C．球A和B碰撞后，彈簧的最大彈性勢能可以達到72JD．球A和B碰撞后，球B速度最小時球C的速度可能為16m/s【答案】AD【詳解】A．AB兩球相碰，根據(jù)動量守恒定律代入數(shù)據(jù)，可求得由于，在碰撞的過程中滿足因此該碰撞是彈性碰撞，A正確；BD．由于BC及彈簧組成的系統(tǒng)，在運動的過程中滿足動量守恒和機械能守恒，當B的速度最小時，應(yīng)該是彈簧處于原長狀態(tài)；整理得，因此B的最小速度為，此時C球的速度為，B錯誤，D正確；C．當BC兩球速度相等時，彈簧的彈性勢能最大；解得，C錯誤。故選AD。10．如圖甲，物塊A、B的質(zhì)量分別是mA=4.0kg和mB=3.0kg，兩物塊之間用輕彈簧拴接，放在光滑的水平地面上，物塊B右側(cè)與豎直墻壁相接觸；另有一物塊C從t=0時，以一定速度向右運動。在t=4s時與物塊A相碰，并立即與A粘在一起不再分開，物塊C的v-t圖象如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．墻壁對物塊B的彈力在4~12s的時間內(nèi)對B的沖量I的大小為12N·sB．物塊C的質(zhì)量為2kgC．B離開墻后的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能為8JD．B離開墻后的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能為4J【答案】BD【詳解】B．由題圖乙知，C與A碰撞前速度為v1=6m/s碰后速度大小為v2=2m/s，C與A碰撞過程動量守恒，取碰撞前C的速度方向為正方向，由動量守恒定律得mCv1=（mA+mC）v2解得C的質(zhì)量mC=2kg，B正確；A．由圖可知12s末A和C的速度為v3=-2m/s，4s到12s，墻對B的沖量為I′=（mA+mC）v3-（mA+mC）v2解得I′=-24N?s方向向左，墻壁對物塊B的彈力在4～12s的時間內(nèi)對B的沖量I的大小為24N·s，A錯誤；CD．12s后B離開墻壁，之后A、B、C及彈簧組成的系統(tǒng)動量和機械能守恒，且當A、C與B速度相等時，彈簧彈性勢能最大，以A的速度方向為正方向。由動量守恒定律得（mA+mC）v3=（mA+mB+mC）v4由機械能守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得EP=4J，D正確，C錯誤。故選BD。重力場中類碰撞類問題中動量守恒定律的應(yīng)用11．如圖所示，一質(zhì)量為的小車靜止在光滑水平地面上，其左端點與平臺平滑連接。小車上表面是以為圓心、半徑為的四分之一圓弧軌道．質(zhì)量為的光滑小球，以的速度由水平臺面滑上小車。已知豎直，水平，水平臺面高，小球可視為質(zhì)點，重力加速度為。則（）A．小車能獲得的最大速度為B．小球在點的速度大小為C．小球在點速度方向與水平方向夾角的正切值為D．小球落地時的速度大小為【答案】A【詳解】AD．小球離開小車時，小車的速度最大，這個過程體統(tǒng)無機械能損失，故解之得小球離開小車后開始做向左的平拋運動，則解得，小球落地時的速度大小為，A正確，D錯誤；BC．小球在點時，水平方向上與小車共速，則水平方向由動量守恒定律可知解得由動能定理可知解得小球在點時沿豎直方向的分速度為設(shè)小球在點時速度方向與水平方向的夾角為，則BC錯誤。故選A。12．質(zhì)量為M的均勻木塊靜止在光滑的水平面上，木塊左右兩側(cè)各有一位拿著完全相同的步槍和子彈的射擊選手。如圖所示，子彈質(zhì)量為m，首先左側(cè)的射擊選手開槍，子彈水平射入木塊的深度為，子彈和木塊相對靜止后右側(cè)的射擊選手開槍，子彈水平射入木塊的深度為，設(shè)子彈均未射穿木塊，且兩子彈與木塊之間的作用力大小相等。當兩顆子彈均相對木塊靜止時，兩子彈射入的深度之比，則為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】對左側(cè)子彈和木塊組成的系統(tǒng)由動量守恒定律可得由功能關(guān)系可得對右側(cè)子彈和木塊組成的系統(tǒng)由動量守恒定律可得解得由功能關(guān)系可得解得；故選B。13．如圖所示，木板A和半徑為的光滑圓弧槽靜置在光滑水平面上，和B接觸但不粘連，質(zhì)量均為，A右端與B相切?，F(xiàn)有一質(zhì)量為的小滑塊C以的水平初速度從左端滑上A，當C運動到A的右端時其速度大小為。已知A、C間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度取。在從滑塊C滑上木板A開始的整個運動過程中，下列說法正確的是（）A．整個過程中A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒B．木板A的長度為C．B的最大速度為D．滑塊C從下端離開B時其速度方向向左【答案】BC【詳解】A．整個過程中A、B、C組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，豎直方向動量不守恒，選項A錯誤；B．C在A上滑動過程中，A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)C離開A時，A、B的速度大小為vAB，則根據(jù)動量守恒定律有mCvC1=mCvC2+（mA+mB）vAB解得vAB=2m/s設(shè)木板A的長度為L，則根據(jù)能量守恒定律有解得L=1.6m選項B正確；CD．假設(shè)C可以滑到B的頂端，易知此時B和C在水平方向上達到共同速度vBC，根據(jù)動量守恒定律有mCvC2+mBvAB=（mB+mC）vBC解得vBC=m/s設(shè)此時C在豎直方向的速度大小為vCy，則根據(jù)能量守恒定律有解得vCy=m/s由此可知C將先從B的頂端離開C，C離開B后由于二者在水平方向的速度相等，故C又會回落到B上并沿圓弧滑下最終離開B，設(shè)C此次離開B時的速度大小為v2，此時B的速度最大，設(shè)為vB1，設(shè)向右為正方向，則根據(jù)動量守恒定律有mCvC2+mBvAB=mBvB1+mCv2根據(jù)能量守恒定律有解得v2=m/s>0說明方向向右；則B的最大速度為，此時滑塊C從下端離開B時其速度方向向右，選項C正確，D錯誤。故選BC。14．如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的兩端分別與質(zhì)量是m1=2kg、m2=3kg的A、B兩物塊相連，它們靜止在光滑水平面上?，F(xiàn)給物塊A一個水平向右的初速度v0=2m/s并從此時刻開始計時，兩物塊的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．t2時刻彈簧處于原長狀態(tài)B．v1大小為0.4m/sC．v2大小為0.8m/sD．彈簧的最大彈性勢能為2.4J【答案】ABD【詳解】A．在彈簧彈力的作用下，B物塊做加速運動，當速度達到最大時，所受合外力為零，即彈簧彈力為零，即t2時刻彈簧處于原長狀態(tài)，A正確；BC．設(shè)向右為正方向，從A開始運動到彈簧恢復(fù)原長的過程中，由動量守恒與機械能守恒得，，B正確，C錯誤；D．兩物體共速時，彈簧型變量最大，彈性勢能最大，根據(jù)動量守恒與機械能守恒得彈簧的最大彈性勢能為，D正確。故選ABD。15．足夠大的光滑水平面上，一根不可伸長的細繩一端連接著質(zhì)量為的物塊，另一端連接質(zhì)量為的木板，繩子開始是松弛的。質(zhì)量為的物塊放在長木板的右端，與木板間的滑動摩擦力的大小等于最大靜摩擦力大小?，F(xiàn)在給物塊水平向左的瞬時初速度，物塊立即在長木板上運動。已知繩子繃緊前，、已經(jīng)達到共同速度；繩子繃緊后，、總是具有相同的速度；物塊始終未從長木板上滑落．下列說法正確的是（）A．繩子繃緊前，、達到的共同速度大小為B．繩子剛繃緊后的瞬間，、的速度大小均為C．繩子剛繃緊后的瞬間，、的速度大小均為D．最終、、三者將以大小為的共同速度一直運動下去【答案】ACD【詳解】A．繩子繃緊前，、已經(jīng)達到共同速度，設(shè)、達到的共同速度大小為，根據(jù)動量守恒定律可得解得，A正確；BC．繩子剛繃緊后的瞬間，、具有相同的速度，、組成的系統(tǒng)滿足動量守恒，則有解得，B錯誤，C正確；D．、、三者最終有共同的速度，、、組成的系統(tǒng)滿足動量守恒，則有解得，D正確；故選ACD。電場中動量守恒定律的應(yīng)用16．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，A、B兩個小球質(zhì)量分別為2m和m，兩球均帶正電，某時刻A有指向B的初速度v0，B的速度為0，之后兩球在運動中始終未相碰，當兩球從此刻開始到相距最近的過程中，下列說法正確的是（）A．兩球系統(tǒng)動量守恒，機械能守恒 B．兩球系統(tǒng)電勢能增加了C．電場力對A球做的功為 D．電場力對B球做的功為【答案】C【詳解】A．兩球系統(tǒng)所受合力為0，則系統(tǒng)動量守恒，但兩球相互靠近過程中電場力做負功，機械能減小，故A錯誤；B．當兩球速度相等時，兩球相距最近，由動量守恒有得由能量守恒可知，兩球系統(tǒng)電勢能增加故B錯誤；C．由動能定理可知，電場力對A球做的功為故C正確；D．由動能定理得，電場力對B球做的功為故D錯誤。故選C。17．如圖所示，電容器固定在一個絕緣座上，絕緣座放在光滑水平面上。平行板電容器板間距離為d，右極板有一個小孔，有一長為的絕緣桿穿過小孔，左端固定在左極板上，電容器兩極板連同底座、絕緣桿總質(zhì)量為M，有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的環(huán)套在桿上，環(huán)以某一初速度v0從桿右端對準小孔向左運動（M=3m）。假設(shè)帶電環(huán)不影響電容器板間電場的分布，兩極板間的電場為勻強電場，電容器外部電場和接觸面的摩擦均忽略不計。若帶電環(huán)進入電容器后距左板最小距離為，則（）A．帶電環(huán)與左極板間相距最近時的速度為B．帶電環(huán)從右極板小孔離開電場的速度為-v0C．極板間的電場強度大小為D．極板間的電場強度大小為【答案】AC【詳解】A．帶電環(huán)進入電容器后在電場力的作用下做初速度為v0的勻減速直線運動，而電容器則在電場力的作用下做勻加速直線運動，當它們的速度相等時，帶電環(huán)與電容器的左極板相距最近，由系統(tǒng)動量守恒定律可得解得又所以故A正確；B．帶電環(huán)從右極板小孔離開電場時，以向左為正方向，由動量守恒定律得由能量守恒定律得又解得故B錯誤；CD．帶電環(huán)運動到左極板間相距最近的程中電容器向左做勻加速直線運動，根據(jù)運動學(xué)基本公式得帶電環(huán)向左做勻減速直線運動，由公式得根據(jù)位移關(guān)系有解得對帶電環(huán)利用動能定理解得故C正確，D錯誤。故選AC。18．如圖所示，光滑絕緣的水平面上方空間內(nèi)存在足夠大、方向水平向右，電場強度為E的勻強電場。水平面上小物塊A、B質(zhì)量均為m、相距為L，其中A帶正電，電荷量為q，B不帶電，某時刻同時由靜止釋放A、B，此后A與B之間的碰撞均為彈性正碰，且碰撞過程中無電荷轉(zhuǎn)移，碰撞時間忽略不計。求：（1）第1次碰撞后B的速度；（2）第2次碰撞與第3次碰撞之間的時間間隔：（3）第n次碰撞到第次碰撞過程中電場力對A球做的功?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【詳解】（1）設(shè)第一次碰撞前A的速度為，碰撞后A、B的速度分別為、，由動能定理解得，A、B碰撞過程，由動量守恒定律和能量守恒定律可得聯(lián)立解得；（2）設(shè)A、B第二次碰撞前后速度分別為、、、，從第一次碰撞到第二次碰撞過程可得二次碰撞過程A與B交換速度，碰后速度分別為；設(shè)A、B第三次碰撞前后速度分別為、、、，從第二次碰撞到第三次碰撞過程可得第三次碰撞過程A與B交換速度，碰后速度分別為；所以第二次碰撞到第三次碰撞過程由由牛頓第二定律得聯(lián)立可得（3）上一問分析可知每第n次碰撞后到第次磁撞前的過程時間都相同等于第n次碰撞后B的速度所以位移所以電場力對A做的功為19．如圖所示，光滑水平絕緣軌道和光滑豎直半圓形絕緣軌道在C處平滑連接，豎直直徑CD長為2R，質(zhì)量為3m的不帶電物塊b靜止在C處，整個裝置處于水平向左的勻強電場中，電場強度為E?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m、電荷量大小為的帶負電物塊a在水平軌道的某點由靜止釋放，兩物塊發(fā)生彈性碰撞后b恰能通過D點。物塊均可視為質(zhì)點，且只發(fā)生一次碰撞，碰撞時間極短，整個過程中物塊a的電荷量保持不變，重力加速度為g。（1）求碰撞后瞬間物塊b的速度大??；（2）求物塊a的釋放點到C的距離；（3）通過計算說明物塊a也能通過D點，并求a的落點到C的距離?！敬鸢浮浚?）；（2）10R；（3）0【詳解】（1）由題意可知，b在D點時只有重力提供向心力，由牛頓第二定律，得由機械能守恒定律得解得，（2）物塊a，b發(fā)生彈性碰撞，取向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律，得求得由動能定理可得聯(lián)立，求得釋放點到C的距離為（3）碰撞后，a先向左做勻減速直線運動后反向勻加速直線運動回到C點，碰撞后a的速度大小若a由C點能運動到D點，在此過程中電場力對a所做的功為零，由動能定理得解得與b物塊過D點的速度相同，故物塊a也恰好能過D點，物塊a從D點飛出后向做左勻變速曲線運動，豎直方向分運動是自由落體運動，水平分運動是向左的勻減速直線運動，加速度大小也為g，由運動學(xué)規(guī)律得；聯(lián)立求得物塊a的落點到C的距離20．如圖所示，固定斜面足夠長，傾角θ=37°。長l=2m的絕緣木板B置于斜面底端，帶電量C的小物塊A位于木板B的最下端。空間有沿斜面向上的勻強電場，場強N/C。同時將A、B由靜止釋放。已知A、B質(zhì)量均為m=1kg，A、B間動摩擦因數(shù)μ1=0.5，B與斜面間動摩擦因數(shù)μ2=0.125，不計空氣阻力。運動中，物塊A與B上端大小不計的擋板碰撞時間極短且為彈性碰撞。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）A、B第一次碰撞后瞬間分別的速度大?。唬?）A、B第一次碰撞到第二次碰撞的時間間隔；（3）經(jīng)足夠長時間，全過程在AB接觸面上產(chǎn)生的總熱量?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3）12J【詳解】（1）對B有所以B靜止。對A有A、B彈性碰撞滿足；解得；（已經(jīng)舍去無物理意義的解）（2）第一次碰后，對A：；對B：設(shè)經(jīng)時間AB共速，則，此過程兩者相對位移共速后對A：；對B：第二次相碰所以（3）從第一次碰撞后到最終A挨著擋板與B一起運動過程中，由于則動量守恒設(shè)全過程B位移為x，對A由動能定理對B由動能定理；AB接觸面產(chǎn)熱=12J磁場中動量守恒定律的應(yīng)用21．如圖所示，兩光滑平行長直導(dǎo)軌，間距為d，放置在水平面上，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與導(dǎo)軌平面垂直，兩質(zhì)量都為m、電阻都為r的導(dǎo)體棒、垂直放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸良好，兩棒兩導(dǎo)體棒距離足夠遠，靜止，以初速度向右運動，不計導(dǎo)軌電阻，忽略感生電流產(chǎn)生的磁場，則（）A．導(dǎo)體棒的最終速度為 B．導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為C．通過導(dǎo)體棒橫截面的電量為 D．兩導(dǎo)體棒的初始距離最小為【答案】D【詳解】A．根據(jù)楞次定律，導(dǎo)體棒、最終以相同的速度勻速直線運動，設(shè)共同速度為，水平向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律可得解得故A錯誤；B．設(shè)導(dǎo)體棒、在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為，根據(jù)能量守恒定律可得解得導(dǎo)體棒、的電阻都為r，因此導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱為故B錯誤；C．對導(dǎo)體棒，由動量定理得因為，故因此通過導(dǎo)體棒橫截面的電量為故C錯誤；D．當導(dǎo)體棒、速度相等時距離為零，則兩棒初始距離最小，設(shè)最小初始距離為l，則通過導(dǎo)體棒橫截面的電量解得故D正確。故選D。22．如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L。導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒、，與導(dǎo)軌一起構(gòu)成閉合回路。兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m，長度均為L，電阻均為R，其余部分的電阻不計。在整個導(dǎo)軌所在的平面內(nèi)存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。開始時，兩導(dǎo)體棒均在導(dǎo)軌上靜止不動，某時刻給導(dǎo)體棒以水平向右的初速度，則（）A