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1、实验题 (8分)A、B两位同学在看到了这样一个结论:“由理论分析可得,弹簧的弹性势能公式为
(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)”。为验证这一结论,A、B两位同学设计了如下的实验:
①首先他们都进行了如上图5甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧伸长量为d;
②A同学完成步骤①后,接着进行了如图5乙所示的实验:将这根弹簧竖直的固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧;拔掉插销时,弹簧对小铁球做功,使小铁球弹起,测得弹簧的压缩量为x时,小铁球上升的最大高度为H.
③B同学完成步骤①后,接着进行了如图5丙所示的实验. 将这根弹簧放在一光滑水平桌面上,一端固定在竖直墙上,另一端被小球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L.

(1)A、B两位同学进行图5甲所示实验的目的是为了确定物理量:?,用m、d、g表示所求的物理量:?.
(2)如果
成立,那么A同学测出的物理量x与d、H的关系式是:x=?;B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是:x=?.
参考答案:(1)k;? k = mg/d.(每空2分)(2)(2Hd)1/2;? L(d/2h)1/2
本题解析:(1) A、B两位同学进行图5甲所示实验的目的是为了确定劲度系数K,根据公式:mg=Kd,得
。
(2)A同学根据能量守恒定律
,得:
;B同学根据平抛知识求解初速度
,根据能量守恒定律
,得:
。
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,传送带与水平面之间的夹角为30°,其上A、B两点的距离为l=5m,传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度向上匀速运动,现将一质量为m=10kg的小物体轻放在传送带上A点,已知小物体与传送带间的动摩擦因数为μ=
/2,在传送带将物体从A点送到B点的过程中,g取10m/s2。求:
(1)传送带对物体做的功;
(2)电动机做的功。

参考答案:解:(1)由
,得:
当物块速度为1m/s时,位移为
=0.2m
由功能关系得:
=255J
(2)物块和传送带之间的相对位移
又
=0.4s
得
=0.2m
产生的热量
=15J
电动机做的功等于物块增加的机械能与因摩擦产生的热量之和,所以
=270J
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 生产、生活中使用的许多设备都可看作能量转换器,它们把能量从一种形式转化为另一种形式.下列设备在工作过程中把电能主要转化为动能的是
A.电风扇
B.发电机
C.电磁炉
D.电饭煲
参考答案:A
本题解析:电风扇把电能转化为机械能(动能).A正确;发电机把动能转化为电能,B错误;电磁炉是电能转化为磁能然后再转化为热能,C错误;电饭煲把电能转化为热能,D错误;
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,两根间距为L=1m的金属导轨MN和PQ,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨左端有宽度为d=2m,方向竖直向上的匀强磁场i,右端有另一磁场ii,其宽度为d,但方向竖直向下,两者B均为1T,有两根质量均为m=1kg,电阻均为R=1Ω,的金属棒a与b与导轨垂直放置,b棒置于磁场ii中点C,D处,导轨除C,D外(对应距离极短)其余均为光滑,两处对棒可产生总的最大静摩擦力为自重的0.2倍,a棒从弯曲导轨某处由静止释放,当只有一根棒做切割磁感线运动时,它速度的减小量与它在磁场中通过的距离成正比,即Δv∝Δx
(1)若棒a从某一高度释放,则棒a进入磁场i时恰能使棒b运动,判断棒b运动方向并求出释放高度;
(2)若将棒a从高度为0.2m的某处释放结果棒a以1m/s的速度从磁场i中穿出求两棒即将相碰时棒b所受的摩擦力;
(3)若将棒a从高度1.8m某处释放经过一段时间后棒a从磁场i穿出的速度大小为4m/s,且已知棒a穿过磁场时间内两棒距离缩短2.4m,求棒a从磁场i穿出时棒b的速度大小及棒a穿过磁场i所需的时间(左为a,右为b)
参考答案:
(1)h=0.8m
(2)0.25N
(3)t=0.5s
本题解析:
⑴由右手定则可以得到棒a的在靠近我们一侧,所以棒b的电流向里。由左手定则可以得到棒b受到的安培力向左,则b要动也得向左动。
对b:BIL=μmg? I="E/2R?"
对a:E=BLV
由上面三个式子得到:V=4m/s
对a下落动能定理:
得到h=0.8m
⑵现在高度为0.2m小于第一问中的0.8m,即棒a进入磁场i的速度达不到让棒b运动的情况,所以相碰之前b一直没有动。
对a下落动能定理:
得到v=2m/s
对a下落动能定理:
得到h=0.8m
对a穿过磁场i:Δv=kΔx?得到
对a进入磁场ii到相碰:Δv/=kΔx/得到碰时速度V/为0.5m/s
此时算出电动势0.5V、电流0.25A、安培力0.25A最终得到静摩擦力为0.25N
⑶现在高度为1.8m大于第一问中的0.8m,即棒a进入磁场i的速度达到让棒b运动的情况,所以b动了。题中说“已知棒a穿过磁场时间内两棒距离缩短2.4m”推出b向左运动了0.4m
对a下落动能定理:
得到
=6m/s
对a对穿越磁场i过程动能定理:
对b运动过程动能定理:
解得:vb=2m/s
对a对穿越磁场i过程动量定理:
?得t=0.5s
本题难度:一般
5、选择题 一个质量为m的带电小球,在匀强电场中,以水平速度抛出,小球加速度方向竖直向下,大小为
,则小球在竖直方向下落h高度时,以下错误的是:(? )? (不计空气阻力)
A.小球机械能减少
B.小球电势能增加
C.小球动能增加
D.小球的重力势能减少mgh
参考答案:A
本题解析:根据动能定理研究动能的变化和电势能的变化.电场力做负功,机械能减小 ,根据能量守恒可知机械能减小量等于小球电势的增加量.高度下降,重力势能减小.
A、小球机械能的变化为:
,
、
可得
即小球机械能减少
;错误应选
B、小球的重力做正功
,重力势能减小
,根据能量守恒定律得:小球电势能增加
;正确不选
C、根据动能定理:小球动能的变化量等于合力做功,
,即动能增大
;正确不选
D、小球高度下降,小球的重力做正功
,重力势能减小
;正确不选
故选A
点评:对于几对功能的关系理解要准确,动能的变化由合力的功决定,重力势能的变化由重力做功决定,机械能的变化由除重力以外其它力做功决定。
本题难度:一般