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1、简答题 在竖直平面内,由光滑斜面和光滑半圆形轨道分别与粗糙水平面相切连接而成的轨道如图所示,半圆形轨道的半径为R=0.4m,质量为m=0.8kg可视为质点的小物块从斜面上距水平面高为h处的A点由静止开始下滑,物块通过轨道连接处的B、C点时,无机械能损失.运动到圆轨道最低点C处时对轨道的压力为N=40N,水平轨道BC长L=0.9m,滑块与水平面间的动摩擦因数为(μ=0.5,g取10m/s2.求:
(1)A点距水平面的高度h;
(2)小物块第一次由B点到C点运动的时间;
(3)小物块能否通过圆形轨道的最高点D.
参考答案:(1)物块通过圆形轨道最低点C时,
由牛顿第二定律得:F-mg=mvc2R,
由牛顿第三定律得F=N=40N,
对A到C过程,由动能定理得:
mgh-μmgL=12mvc2-0,
解得:h=1.25m;
(2)物块从A点运动到B点得过程中,
由动能定理得:mgh=12mvB2,
物块从B至C做匀减速直线运动,
由速度公式得:vC=vB-μgt,
解得:t=0.2s;
(3)若物块能从C点运动到D点,
由动能定理得:-mg?2R=12mvD2-12mvC2,
物块通过圆形轨道的最高点的最小速度为vD1,
由牛顿第二定律得:mg=mv2D1R,
解得:vD<vD1,
可知物块不能通过圆形轨道的最高点.
答:(1)A点距水平面的高度1.25m;
(2)小物块第一次由B点到C点运动的时间为0.2s;
(3)小物块不能通过圆形轨道的最高点D.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 一宇宙人在太空(万有引力可以忽略不计)玩垒球.如图所示,辽阔的太空球场半侧为匀强电场,另半侧为匀强磁场,电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面,电场方向与界面垂直,磁场方向垂直纸面向里,电场强度大小E=100V/m.宇宙人位于电场一侧距界面为h=3m的P点,O为P点至界面垂线的垂足,D点位于纸面上O点的右侧,OD与磁场的方向垂直.垒球的质量m=0.1kg,电量q=-0.05C.宇宙人从P点以初速度v1=10m/s平行于界面投出垒球,要使垒球第一次通过界面时就击中D点,求:(计算结果保留三位有效数字)
(1)O、D两点之间的距离.
(2)垒球从抛出到第一次回到P点的时间.
参考答案:(1)设垒球在电场中运动的加速度大小为a,时间为t1,OD=d则:
a=qEm
h=12at12
d=v1t
解得:a=50m/s2,t1=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 几位同学为了探究电梯起动和制动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯的水平底板上。一位同学保持直立地站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。其同伴用照相机对体重计进行拍照,如图所示。他们根据记录,进行了以下推断分析,其中正确的是( )

A.根据图2和图3可估测出电梯向上起动时的加速度
B.根据图1和图2可估测出电梯向上制动时的加速度
C.根据图1和图5可估测出电梯向下制动时的加速度
D.根据图4和图5可估测出电梯向下起动时的加速度
参考答案:C
本题解析:考点:
分析:图1表示电梯静止时体重计的示数,2图表示电梯加速上升时这位同学超重时的示数,3图表示电梯减速上升时这位同学失重时的示数,4图表示电梯加速下降时这位同学失重时的示数,5图表示电梯减速下降时这位同学超重时的示数,根据牛顿第二定律可以应用图1和另外某一图示求出相应状态的加速度.
解答:解:A、2图表示电梯加速上升时这位同学超重时的示数,此时能够求出的是电梯向上起动时的加速度,所以A错误.
B、3图表示电梯减速上升时这位同学失重时的示数,此时能够求出的是电梯向上制动时的加速度,所以B错误.
C、4图表示电梯加速下降时这位同学失重时的示数,此时能够求出的是电梯向下起动时的加速度,所以C正确.
D、5图表示电梯减速下降时这位同学超重时的示数,此时能够求出的是电梯向下制动时的加速度,所以D错误.
故选C.
点评:本题主要考查了对超重失重现象的理解,人处于超重或失重状态时,人的重力并没变,只是对支持物的压力变了.
本题难度:简单
4、选择题 关于电势的高低,下列说法正确的是( )
A.沿电场线方向电势逐渐降低
B.电势降低的方向一定是电场线的方向
C.正电荷在只受电场力作用下,一定向电势低的地方运动
D.负电荷在只受电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方运动
参考答案:A、电场力做功WAB=UABq=Eqd,不妨设沿着电场线方向移动正电荷,则电场力做正功,所以UAB>0,所以φA>φB,所以沿着电场线方向电势逐渐降低.故A正确.
B、沿着电场线方向移动电势降低,但是电势降低的方向不一定是电场线的方向,电势降低最快的方向是场强的方向,故B错误.
C、正电荷只在电场力作用下从一点移到另一点,电荷不一定从高电势处向低电势处运动,还取决于电荷的初速度.故C错误.
D、根据电场力做功的表达式WAB=UABq=Eqd,负电荷在只受电场力的作用下,由静止释放,电场力做正功,WAB>0,q<0,则UAB<0,所以φA<φB,即向电势高的地方运动.故D正确.
故选AD.
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,质量为M的半球体放在水平地面上,质量为m的小虫子从图示位置开始沿半球体缓慢向上爬动,直到顶点,在此过程中系统保持静止。则关于小虫子和半球体的受力情况,下列说法中正确的是:(?)

A.小虫子受到的摩擦力逐渐减小
B.小虫子受到球面的作用力大小、方向均保持不变
C.地面对半球体的弹力大于(M+m)g
D.地面对半球体有向左的静摩擦力作用,但等虫子爬到最高点时,此摩擦力为零
参考答案:AB
本题解析:
对小虫受力分析,如上图所示,小虫子受到的摩擦力为
,虫子在上爬的过程中
角增大,得到小虫子受到的摩擦力逐渐减小A对;小虫子受到球面的作用力包括支持力和摩擦力,其合力与小虫子的重力平衡,得合力的大小、方向均保持不变,B对;对小虫子和半球体整体分析得到地面对半球体的弹力等于(M+m)g,C错;对小虫子和半球体整体分析得到地面对半球体始终没有静摩擦力作用,D错。
点评:学生要画出小虫子的受力示意图,能灵活运用整体法,隔离法去分析问题。
本题难度:一般