1、选择题 如图6所示,两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为
,导轨平面与水平面的夹角
=30°,导轨电阻不计,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为
的金属棒
垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为
、电阻为r=R。两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻RL=R,重力加速度为g。现闭合开关S,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=mg的恒力,使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率。下列说法正确的是(?)

A.灯泡的额定功率
B.金属棒能达到的最大速度
C.金属棒达到最大速度的一半时的加速度
D.若金属棒上滑距离为L时速度恰达到最大,金属棒由静止开始上滑4L的过程中,金属棒上产生的电热
参考答案:BC
本题解析:
试题分析:当金属棒达到最大速度时,金属棒的合外力为0;导线切割磁感线时产生的感应电动势E=Blv
由闭合电路欧姆定律
;由安培力公式FA=BIL=
,由合力为0,可知,FA=F-mgsinθ,解得金属棒能达到的最大速度
;灯泡的额定功率P=I2R=
,所以A错误,B正确;当金属棒达到最大速度的一半时,FA′=FA/2,合力F合="F-" FA′- mgsinθ=mg/4,由牛顿第二定律
此时加速度
,故C正确;由能量守恒定律,外力F做功,等于增加的动能、增加的重力势能和这个过程中产生的热,故得:
,所以D错误。
本题难度:一般
2、简答题 质量为m=1kg的物体从斜面底端出发以初速度v0沿斜面向上滑,其速度随时间变化关系图象如图所示,g=10m/s2,求:
(1)斜面的倾角θ及恒定阻力Ff的大小;
(2)物体上滑过程中离开出发点距离多大时,它的动能与重力势能相等(以斜面底端所在平面为零势能面).
参考答案:(1)上滑时,物体的加速度大小为a1=△v△t=81m/s2.=8m/s2
下滑时,物体的加速度大小为a2=△v△t=41m/s2=4m/s2.
根据牛顿第二定律得:
上滑过程:mgsinθ+Ff=ma1
下滑过程:gsinθ-Ff=ma2,
将m=1kg,代入解得:θ=37°,Ff=2N,
(2)上滑过程中,根据动能定理得:
-mgssinθ-Ffs=Ek-12mv02,
由题意,Ek=mgssinθ,
解得:s=167m
答:(1)斜面的倾角θ为37°,恒定阻力Ff的大小是2N;
(2)物体上滑过程中离开出发点距离是167m时,它的动能与重力势能相等.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 质量为M的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a,当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a,则
[? ]
A.
B.
C.
D.
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 关于运动和力的叙述正确的是(? )
A.做平抛运动的物体,其加速度方向一定是变化的
B.物体做圆周运动,合力一定指向圆心
C.物体运动的速率在增加,合力方向一定与运动方向相同
D.物体所受合力方向与运动方向相反,该物体一定做直线运动
参考答案:D
本题解析:考查了运动和力的关系等知识点.做平抛运动的物体的加速度由物体的重力提供,因而加速度g的方向竖直向下,选项A错误;只有物体做匀速圆周运动,其合力才一定指向圆心,选项B错误;物体运动的速率在增加,合力方向与运动方向夹角为锐角或0度,选项C错误;物体做直线运动的条件是物体所受合力方向与运动方向共线,选项D错误.
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中.两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放.M、N为轨道的最低点,则下列说法中正确的是(?)

A.两个小球到达轨道最低点的速度vM<vN
B.两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FM>FN
C.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间
D.在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处,在电场中小球不能到达轨道另一端最高处
参考答案:BD
本题解析:在匀强磁场中由于洛伦兹力不做功则下落的物体机械能守恒,
,解得
,在匀强电场中下落的物体由动能定理,
,解得
,知两个小球到达轨道最低点的速度vM>vN,故A选项错误;.两个小球第一次经过轨道最低点时轨道对小球为的支持力,由牛顿第二定律
,即
,因为速度vM>vN,得出FM>FN,故B选项正确;由于两球在电场和磁场的受力不同,故小球第一次到达M点的时间可能大于小球第一次到达N点的时间 ,C选项错误;由于洛伦兹力不做功,由动能定理知,在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处,而在电场中由于小球受到的电场力做负功,所以由动能定理知在电场中小球不能到达轨道另一端最高处,D选项正确。
本题难度:一般