黑龙江省牡丹江市重点中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题
一、单选题(每题4分,共28分)
1.(2023高一下·牡丹江月考) 关于重力做功和重力势能,下列说法中正确的是( )
A.重力做功与路径无关,只跟它的起点和终点的位置有关
B.一个物体的重力势能从-6J变化到-3J,重力势能变小了
C.当物体向高处运动时,克服重力做功,物体的重力势能减小
D.物体的位置一旦确定,它的重力势能的数值大小也随之确定
【答案】A
【知识点】重力势能;重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】A.重力做功与路径无关,只跟它的起点和终点的位置有关,故A正确;
B.一个物体的重力势能-6J变化到-3J ,重力势能变大了3J,故B错误;
C.当物体向高处运动时,克服重力做功,物体的重力势能增大,故C错误;
D.物体的位置以及零势能面确定,重力势能才能确定,故D错误。
故选:A。
【分析】重力做功与路径无关;重力势能-6J变化到-3J ,重力势能变大,重力势能是标量;
克服重力做功,物体的重力势能增大;重力势能与零势能面有关。
2.(2023高一下·牡丹江月考) 如图所示,等量异种点电荷形成的电场中,O是电荷连线的中点,a、b是连线中垂线上相对O对称的两点,c、d是连线上相对O对称的两点。则( )
A.a、b场强不相同,电势不相等 B.a、b场强相同,电势相等
C.c、d场强不相同,电势不相等 D.c、d场强相同,电势相等
【答案】B
【知识点】电场强度;电势
【解析】【解答】AB.a、b是等量异种点电荷关于O对称的两点,两点的电场强度大小相等,方向均垂直于中垂线向右,即场强相同,中垂线为等势线,a、b的电势也相等,故A错误,B正确;
CD.c、d两点为连线上的两点,由对称性,两点的场强大小相等,方向均向右,则两点的场强相同,而沿着电场线电势逐渐降低,则c点电势高,故两点的电势不等,故CD错误。
故选:B。
【分析】根据等量异种点电荷电场分布和电势分布,分析ab的电场强度和电势大小关系;
沿着电场线电势逐渐降低。
3.(2023高一下·牡丹江月考) 如图所示, 小球从水平向右的横风区正上方自由下落的频闪照片。除横风区外,其他位置的空气作用力可忽略不计。则小球( )
A.在横风区水平方向做匀速运动
B.在横风区加速度方向竖直向下
C.从横风区飞出后做匀变速直线运动
D.从横风区飞出后做匀变速曲线运动
【答案】D
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】A.小球在水平方向上受水平向右的风力,则水平方向有加速度,故水平方向做加速运动,故A错误;
B.小球进入横风区时,小球在水平方向上受水平向右的风力,竖直方向受重力,利用力的合成,合力斜向右下方,根据牛顿第二定律,加速度方向斜向右下方,故B错误;
CD.小球从横风区飞出后,只受重力的作用,做匀变速曲线运动,故C错误,D正确。
故选:D。
【分析】根据牛顿第二定律,分析水平方向上受水,分析水平方向加速度;利用力的合成,分析合加速度情况;从横风区飞出后,只受重力,与飞出的速度不共线做匀变速曲线运动。
4.(2022高一下·威海期末)金星是太阳系八大行星之一,在中国古代称为太白。金星的质量约为地球质量的五分之四,半径和地球的半径几乎相等,金星离太阳的距离比地球略近,地球和金星各自的卫星公转周期的平方与公转半径的三次方的关系图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.图线P表示的是地球的卫星
B.金星的第一宇宙速度比地球的大
C.环绕金星表面运行卫星的周期大于绕地球表面运行卫星的周期
D.金星绕太阳运行的向心加速度小于地球绕太阳运行的向心加速度
【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A.由
得
可见,公转周期的平方与公转半径的三次方的关系图像的斜率越大,中心天体的质量越小,所以图线P表示的是金星的卫星,A不符合题意;
B.由
得天体的第一宇宙速度为
因为金星的质量约为地球质量的五分之四,半径和地球的半径几乎相等,所以金星的第一宇宙速度比地球的小,B不符合题意;
C.由
得环绕天体表面运行卫星的周期为
所以环绕金星表面运行卫星的周期大于绕地球表面运行卫星的周期,C符合题意;
D.由
得
因为金星离太阳的距离比地球略近,所以金星绕太阳运行的向心加速度大于地球绕太阳运行的向心加速度,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据万有引力提供向心力,从而得出周期、线速度以及向心加速度的表达式,并判断个物理量的大小。
5.(2023高一下·牡丹江月考)如图,一质量为0.05kg的小球通过长为0.5m的轻绳悬挂在钉子O上,用锤子敲击小球,使小球获得水平初速度 v,已知轻绳能承受的最大拉力为4N,g取10m/s ,空气阻力不计,欲使小球在竖直面内做完整的圆周运动,小球的初速度 v大小可能为( )
A.4m/s B.5.5m/s C.6m/s D.6.5m/s
【答案】B
【知识点】竖直平面的圆周运动;动能定理的综合应用
【解析】【解答】小球在竖直面内做完整的圆周运动,小球在最高点重力提供向心力,mg=m,解得v=m/s,从最高点到最低点,根据动能定理,mg2L=-,解得v1=5m/s,当绳子拉力最大时,根据合力提供向心力,T-mg=m,解得v2=m/s,故速度范围为[5m/s,m/s],故B正确。
【分析】根据动能定理结合合力提供向心力列式,分析最低点的速度范围,即可解答。
6.(2023高一下·牡丹江月考) 如图所示,a、b两物块质量分别为,用不计质量的细绳相连接,悬挂在定滑轮的两侧。开始时, a、b两物块距离地面高度相同,用手托住物块b,然后由静止释放,直至 a、b物块间高度差为 h,b未落地,不计滑轮质量和一切阻力,重力加速度为g。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.b物体的加速度大小为
B.绳子拉力大小是.
C.a、b高度差为h时, 物块b的速度大小为
D.此过程物块 a克服重力做功为
【答案】C
【知识点】牛顿第二定律;机械能守恒定律
【解析】【解答】AB.对b根据牛顿第二定律2mg-T=2ma,对a根据牛顿第二定律T-mg=ma,联立解得a=,T=,故AB错误;
CD.根据机械能守恒定律,ab高度差为h时,2mg-mg=(2m+m)v2,解得v= , 此过程物块 a克服重力做功为, 故C正确,D错误。
故选:C。
【分析】对ab根据牛顿第二定律,求加速度大小和绳子拉力大小;根据机械能守恒定律,求速度;根据重力做功特点,分析克服重力做功。
7.(2023高一下·牡丹江月考) 如图所示, 纸面内线段AC平行 ED,B为AC中点, DE=AB, AD连线竖直, AC与AD间夹角为 30°。空间存在平行于纸面的匀强电场,已知 AC长度为0.2m, A点的电势. ,C点的电势, E点的电势,电子的电荷量大小为。下列说法正确的是( )
A.B点电势为3V
B.电子在D点的电势能为 5eV
C.电场强度方向垂直 AD向左, 大小为 60V/m
D.将电子从B点移到E点电场力做的功为-6eV
【答案】C
【知识点】电场力做功;电势
【解析】【解答】 B为AC中点,B点电势为( + )=2V,故A错误;
匀强电场中平行且等距的两点电势差大小相等, DE=AB,则- =-,解得=5V,故
电子在D点的电势能为-e=-5eV,故B错误;
A、D电势相等,AD为等势线,电场方向垂直AD向左,场强大小为E==60V/m,故C正确;
电子从B移到E电场做功W=-eUBE=6eV ,故D错误。
故选:C。
【分析】匀强电场中平行且等距的两点电势差大小相等,分析B、D电势,再求D点电势能;
电场线与等势线垂直,再根据E=,求电场强度大小;根据W=-eU,求电场力做功。
二、多选题(每题6分,共24分)
8.(2023高一下·牡丹江月考)如图所示,质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上,质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端,现用水平恒力F作用在小物体上, 使物体从静止开始做匀加速直线运动。已知物体和木板之间的摩擦力为f。当物体滑到木板的最右端时,木板运动的距离为x,则在此过程中( )
A.力F对物体做功大小为 B.摩擦力对物体做功为
C.摩擦生热为 D.摩擦力对木板做功为
【答案】A,C,D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】A.物体相对地面的位移为,根据功的计算式,力F对物体做功,故A正确;
B.摩擦力对物体做功-,故B错误;
C.摩擦生热等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即fL。故C正确;
D.小物体对木板的摩擦力方向向右,大小等于f
摩擦力对木板做功为fx,故D正确。
故选:ACD。
【分析】根据功的定义式W=FL,根据题意寻找力F以及相应的位移L,即可解答。
9.(2023高一下·牡丹江月考) 如图是某一点电荷形成的电场中的一条电场线, A、B是电场线上的两点, 一负电荷q仅在静电力作用下以初速度 v 从A向B运动并经过B点,一段时间后q以速度 v又一次经过A点,且v与v 的方向相反, 则以下说法中正确的是( )
A.A、B两点的电场强度是
B.A、B两点的电势是
C.负电荷q在A、B两点的电势能
D.负电荷q先后经过A点的速度大小
【答案】B,D
【知识点】电势能;电势
【解析】【解答】A.负电荷受到的电场力方向由B指向A,则电场线方向由A指向B,无法判断场源电荷的正负,无法判断A、B两点的电场强度的大小关系,故A错误;
B.沿电场线方向电势降低,则,故B正确;
C.负电荷电势高处电势能小,故,故C错误;
D.根据能量守恒,负电荷q先后经过A点的电势能相同,则动能相同,速度大小相同,故D正确。
故选:BD。
【分析】无法判断场源位置,无法比较电场强度大小;沿电场线方向电势降低,分析电势高低;
负电荷电势高处电势能小,比较电势能;根据能量守恒,先分析电势能,在分析动能,即比较速度大小。
10.(2023高一下·牡丹江月考)如图所示, 质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于 O点, 另一个电荷量也为q的带电小球B固定于O点的正下方, 小球A静止时与小球B在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角,两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为 g, 静电力常量为k。则下列说法正确的是( )
A.细线的长为
B.带电小球B在A处的电场强度大小为
C.若小球A电荷量缓慢减小,则A、B两球间的库仑力不断减小
D.若小球A电荷量缓慢减小,则细线上的拉力不断减小
【答案】A,B,C
【知识点】库仑定律;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.对小球A受力分析,根据受力平衡可列出F=mgtan =mg,带电小球B在A处的电场强度大小E=,根据库仑定律F=k,伸长l=,解得l= ,故AB正确;
CD.若小球A电荷量缓慢减小,小球A将下摆,对小球A受力分析如图
由相似三角形对应边成比例,
其中d为B球与A球间的距离,L为细线长度,由于OB、L不变,由于d减小,A、B两球间的库仑力不断减小,细线上的拉力不变,故C正确,D错误。
故选:ABC。
【分析】根据平衡条件、库仑定律、F=Eq,分析电场强度大小和绳长;对小球A受力分析,由相似三角形对应边成比例,分析力的变化。
11.(2023高一下·牡丹江月考)一滑块从某固定粗糙斜面底端在沿斜面向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动,某时刻撤去恒力,上升过程中滑块的动能和重力势能随位移变化的图象如图所示,图中E 、s 为已知量,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,下列 E说法正确的是( )
A.恒力的大小为
B.斜面倾角的正切值为 0.75
C.滑块下滑到斜面底端时的速度大小为
D.滑块的质量可表示为
【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】 E -x图像斜率为合力,则对滑块加速上滑和减速上滑过程分别有F-mgsin-mgcos=,mgsin+mgcos=;根据滑块的重力势能随位移变化的图像,动能和势能转化,有
mgsin=,解得F= ,tan=0.75,m= ,故BC正确,AD错误。
故选:BC。
【分析】E -x图像斜率为合力列式,结合滑块的重力势能随位移变化的图像,动能和势能转化列式,求F,m和tan。
三、实验题(每空2分,共10分)
12.(2023高一下·牡丹江月考) 落体法验证机械能守恒定律的实验中, 某同学实验步骤如下:
A. 用天平准确测出重锤的质量;
B. 竖直固定打点计时器, 并接上直流电源;
C. 将纸带一端固定在重锤上, 另一端穿过打点计时器的限位孔,使重锤靠近打点计时器;
D. 先释放重锤, 后接通电源;
E. 更换纸带,再重复几次;
F. 选择纸带, 测量纸带上某些点间的距离;
G. 根据测量结果进行计算;
(1)你认为实验步骤中多余的步骤是 ,错误的步骤是 ;(填序号)
(2)打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s ,重物的质量为m=1kg。
若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点 A、B、C到打点计时器所打下的第一个点O 的距离如上图所示,相邻计时点时间间隔为0.02s,那么可以判断,从起点O到计时点 B的过程中重力势能减少量是ΔE = J,此过程中物体动能的增加量ΔE = J,(本小题各空格计算结果均保留3位有效数字)。
(3)根据实验的纸带算出相关各点的速度v,算出下落的距离h;以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图中的 就证明机械能是守恒的。
【答案】(1)A;BD
(2)0.491;0.480
(3)B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)表达式中质量可以约去,故实验步骤中多余的步骤是A。
打点计时器应接上交流电源;应先通电再释放重锤。故实验中错误的步骤是BD。
(2) 重力势能减少量是ΔE = mgh= 0.491 J, 物体动能的增加量ΔE == 0.480 J
(3)机械能守恒,则mgh=,图像为一次函数,故选B。
【分析】质量约掉不用测量;应先通电再释放重锤,打点计时器应接上交流电源;重力势能减少量是ΔE = mgh,物体动能的增加量ΔE =;机械能守恒,则mgh=。
四、解答题(13题8分, 14题14分,15题16分,共38分)
黑龙江省牡丹江市重点中学2022-2023学年高一下学期期末考试物理试题
一、单选题(每题4分,共28分)
1.(2023高一下·牡丹江月考) 关于重力做功和重力势能,下列说法中正确的是( )
A.重力做功与路径无关,只跟它的起点和终点的位置有关
B.一个物体的重力势能从-6J变化到-3J,重力势能变小了
C.当物体向高处运动时,克服重力做功,物体的重力势能减小
D.物体的位置一旦确定,它的重力势能的数值大小也随之确定
2.(2023高一下·牡丹江月考) 如图所示,等量异种点电荷形成的电场中,O是电荷连线的中点,a、b是连线中垂线上相对O对称的两点,c、d是连线上相对O对称的两点。则( )
A.a、b场强不相同,电势不相等 B.a、b场强相同,电势相等
C.c、d场强不相同,电势不相等 D.c、d场强相同,电势相等
3.(2023高一下·牡丹江月考) 如图所示, 小球从水平向右的横风区正上方自由下落的频闪照片。除横风区外,其他位置的空气作用力可忽略不计。则小球( )
A.在横风区水平方向做匀速运动
B.在横风区加速度方向竖直向下
C.从横风区飞出后做匀变速直线运动
D.从横风区飞出后做匀变速曲线运动
4.(2022高一下·威海期末)金星是太阳系八大行星之一,在中国古代称为太白。金星的质量约为地球质量的五分之四,半径和地球的半径几乎相等,金星离太阳的距离比地球略近,地球和金星各自的卫星公转周期的平方与公转半径的三次方的关系图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.图线P表示的是地球的卫星
B.金星的第一宇宙速度比地球的大
C.环绕金星表面运行卫星的周期大于绕地球表面运行卫星的周期
D.金星绕太阳运行的向心加速度小于地球绕太阳运行的向心加速度
5.(2023高一下·牡丹江月考)如图,一质量为0.05kg的小球通过长为0.5m的轻绳悬挂在钉子O上,用锤子敲击小球,使小球获得水平初速度 v,已知轻绳能承受的最大拉力为4N,g取10m/s ,空气阻力不计,欲使小球在竖直面内做完整的圆周运动,小球的初速度 v大小可能为( )
A.4m/s B.5.5m/s C.6m/s D.6.5m/s
6.(2023高一下·牡丹江月考) 如图所示,a、b两物块质量分别为,用不计质量的细绳相连接,悬挂在定滑轮的两侧。开始时, a、b两物块距离地面高度相同,用手托住物块b,然后由静止释放,直至 a、b物块间高度差为 h,b未落地,不计滑轮质量和一切阻力,重力加速度为g。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.b物体的加速度大小为
B.绳子拉力大小是.
C.a、b高度差为h时, 物块b的速度大小为
D.此过程物块 a克服重力做功为
7.(2023高一下·牡丹江月考) 如图所示, 纸面内线段AC平行 ED,B为AC中点, DE=AB, AD连线竖直, AC与AD间夹角为 30°。空间存在平行于纸面的匀强电场,已知 AC长度为0.2m, A点的电势. ,C点的电势, E点的电势,电子的电荷量大小为。下列说法正确的是( )
A.B点电势为3V
B.电子在D点的电势能为 5eV
C.电场强度方向垂直 AD向左, 大小为 60V/m
D.将电子从B点移到E点电场力做的功为-6eV
二、多选题(每题6分,共24分)
8.(2023高一下·牡丹江月考)如图所示,质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上,质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端,现用水平恒力F作用在小物体上, 使物体从静止开始做匀加速直线运动。已知物体和木板之间的摩擦力为f。当物体滑到木板的最右端时,木板运动的距离为x,则在此过程中( )
A.力F对物体做功大小为 B.摩擦力对物体做功为
C.摩擦生热为 D.摩擦力对木板做功为
9.(2023高一下·牡丹江月考) 如图是某一点电荷形成的电场中的一条电场线, A、B是电场线上的两点, 一负电荷q仅在静电力作用下以初速度 v 从A向B运动并经过B点,一段时间后q以速度 v又一次经过A点,且v与v 的方向相反, 则以下说法中正确的是( )
A.A、B两点的电场强度是
B.A、B两点的电势是
C.负电荷q在A、B两点的电势能
D.负电荷q先后经过A点的速度大小
10.(2023高一下·牡丹江月考)如图所示, 质量为m、电荷量为q的带电小球A用绝缘细线悬挂于 O点, 另一个电荷量也为q的带电小球B固定于O点的正下方, 小球A静止时与小球B在同一水平线上,此时细线与竖直方向的夹角,两带电小球均可视为点电荷。已知重力加速度为 g, 静电力常量为k。则下列说法正确的是( )
A.细线的长为
B.带电小球B在A处的电场强度大小为
C.若小球A电荷量缓慢减小,则A、B两球间的库仑力不断减小
D.若小球A电荷量缓慢减小,则细线上的拉力不断减小
11.(2023高一下·牡丹江月考)一滑块从某固定粗糙斜面底端在沿斜面向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动,某时刻撤去恒力,上升过程中滑块的动能和重力势能随位移变化的图象如图所示,图中E 、s 为已知量,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,下列 E说法正确的是( )
A.恒力的大小为
B.斜面倾角的正切值为 0.75
C.滑块下滑到斜面底端时的速度大小为
D.滑块的质量可表示为
三、实验题(每空2分,共10分)
12.(2023高一下·牡丹江月考) 落体法验证机械能守恒定律的实验中, 某同学实验步骤如下:
A. 用天平准确测出重锤的质量;
B. 竖直固定打点计时器, 并接上直流电源;
C. 将纸带一端固定在重锤上, 另一端穿过打点计时器的限位孔,使重锤靠近打点计时器;
D. 先释放重锤, 后接通电源;
E. 更换纸带,再重复几次;
F. 选择纸带, 测量纸带上某些点间的距离;
G. 根据测量结果进行计算;
(1)你认为实验步骤中多余的步骤是 ,错误的步骤是 ;(填序号)
(2)打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s ,重物的质量为m=1kg。
若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点 A、B、C到打点计时器所打下的第一个点O 的距离如上图所示,相邻计时点时间间隔为0.02s,那么可以判断,从起点O到计时点 B的过程中重力势能减少量是ΔE = J,此过程中物体动能的增加量ΔE = J,(本小题各空格计算结果均保留3位有效数字)。
(3)根据实验的纸带算出相关各点的速度v,算出下落的距离h;以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图中的 就证明机械能是守恒的。
四、解答题(13题8分, 14题14分,15题16分,共38分)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】重力势能;重力势能的变化与重力做功的关系
【解析】【解答】A.重力做功与路径无关,只跟它的起点和终点的位置有关,故A正确;
B.一个物体的重力势能-6J变化到-3J ,重力势能变大了3J,故B错误;
C.当物体向高处运动时,克服重力做功,物体的重力势能增大,故C错误;
D.物体的位置以及零势能面确定,重力势能才能确定,故D错误。
故选:A。
【分析】重力做功与路径无关;重力势能-6J变化到-3J ,重力势能变大,重力势能是标量;
克服重力做功,物体的重力势能增大;重力势能与零势能面有关。
2.【答案】B
【知识点】电场强度;电势
【解析】【解答】AB.a、b是等量异种点电荷关于O对称的两点,两点的电场强度大小相等,方向均垂直于中垂线向右,即场强相同,中垂线为等势线,a、b的电势也相等,故A错误,B正确;
CD.c、d两点为连线上的两点,由对称性,两点的场强大小相等,方向均向右,则两点的场强相同,而沿着电场线电势逐渐降低,则c点电势高,故两点的电势不等,故CD错误。
故选:B。
【分析】根据等量异种点电荷电场分布和电势分布,分析ab的电场强度和电势大小关系;
沿着电场线电势逐渐降低。
3.【答案】D
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】A.小球在水平方向上受水平向右的风力,则水平方向有加速度,故水平方向做加速运动,故A错误;
B.小球进入横风区时,小球在水平方向上受水平向右的风力,竖直方向受重力,利用力的合成,合力斜向右下方,根据牛顿第二定律,加速度方向斜向右下方,故B错误;
CD.小球从横风区飞出后,只受重力的作用,做匀变速曲线运动,故C错误,D正确。
故选:D。
【分析】根据牛顿第二定律,分析水平方向上受水,分析水平方向加速度;利用力的合成,分析合加速度情况;从横风区飞出后,只受重力,与飞出的速度不共线做匀变速曲线运动。
4.【答案】C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A.由
得
可见,公转周期的平方与公转半径的三次方的关系图像的斜率越大,中心天体的质量越小,所以图线P表示的是金星的卫星,A不符合题意;
B.由
得天体的第一宇宙速度为
因为金星的质量约为地球质量的五分之四,半径和地球的半径几乎相等,所以金星的第一宇宙速度比地球的小,B不符合题意;
C.由
得环绕天体表面运行卫星的周期为
所以环绕金星表面运行卫星的周期大于绕地球表面运行卫星的周期,C符合题意;
D.由
得
因为金星离太阳的距离比地球略近,所以金星绕太阳运行的向心加速度大于地球绕太阳运行的向心加速度,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据万有引力提供向心力,从而得出周期、线速度以及向心加速度的表达式,并判断个物理量的大小。
5.【答案】B
【知识点】竖直平面的圆周运动;动能定理的综合应用
【解析】【解答】小球在竖直面内做完整的圆周运动,小球在最高点重力提供向心力,mg=m,解得v=m/s,从最高点到最低点,根据动能定理,mg2L=-,解得v1=5m/s,当绳子拉力最大时,根据合力提供向心力,T-mg=m,解得v2=m/s,故速度范围为[5m/s,m/s],故B正确。
【分析】根据动能定理结合合力提供向心力列式,分析最低点的速度范围,即可解答。
6.【答案】C
【知识点】牛顿第二定律;机械能守恒定律
【解析】【解答】AB.对b根据牛顿第二定律2mg-T=2ma,对a根据牛顿第二定律T-mg=ma,联立解得a=,T=,故AB错误;
CD.根据机械能守恒定律,ab高度差为h时,2mg-mg=(2m+m)v2,解得v= , 此过程物块 a克服重力做功为, 故C正确,D错误。
故选:C。
【分析】对ab根据牛顿第二定律,求加速度大小和绳子拉力大小;根据机械能守恒定律,求速度;根据重力做功特点,分析克服重力做功。
7.【答案】C
【知识点】电场力做功;电势
【解析】【解答】 B为AC中点,B点电势为( + )=2V,故A错误;
匀强电场中平行且等距的两点电势差大小相等, DE=AB,则- =-,解得=5V,故
电子在D点的电势能为-e=-5eV,故B错误;
A、D电势相等,AD为等势线,电场方向垂直AD向左,场强大小为E==60V/m,故C正确;
电子从B移到E电场做功W=-eUBE=6eV ,故D错误。
故选:C。
【分析】匀强电场中平行且等距的两点电势差大小相等,分析B、D电势,再求D点电势能;
电场线与等势线垂直,再根据E=,求电场强度大小;根据W=-eU,求电场力做功。
8.【答案】A,C,D
【知识点】功的计算
【解析】【解答】A.物体相对地面的位移为,根据功的计算式,力F对物体做功,故A正确;
B.摩擦力对物体做功-,故B错误;
C.摩擦生热等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,即fL。故C正确;
D.小物体对木板的摩擦力方向向右,大小等于f
摩擦力对木板做功为fx,故D正确。
故选:ACD。
【分析】根据功的定义式W=FL,根据题意寻找力F以及相应的位移L,即可解答。
9.【答案】B,D
【知识点】电势能;电势
【解析】【解答】A.负电荷受到的电场力方向由B指向A,则电场线方向由A指向B,无法判断场源电荷的正负,无法判断A、B两点的电场强度的大小关系,故A错误;
B.沿电场线方向电势降低,则,故B正确;
C.负电荷电势高处电势能小,故,故C错误;
D.根据能量守恒,负电荷q先后经过A点的电势能相同,则动能相同,速度大小相同,故D正确。
故选:BD。
【分析】无法判断场源位置,无法比较电场强度大小;沿电场线方向电势降低,分析电势高低;
负电荷电势高处电势能小,比较电势能;根据能量守恒,先分析电势能,在分析动能,即比较速度大小。
10.【答案】A,B,C
【知识点】库仑定律;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.对小球A受力分析,根据受力平衡可列出F=mgtan =mg,带电小球B在A处的电场强度大小E=,根据库仑定律F=k,伸长l=,解得l= ,故AB正确;
CD.若小球A电荷量缓慢减小,小球A将下摆,对小球A受力分析如图
由相似三角形对应边成比例,
其中d为B球与A球间的距离,L为细线长度,由于OB、L不变,由于d减小,A、B两球间的库仑力不断减小,细线上的拉力不变,故C正确,D错误。
故选:ABC。
【分析】根据平衡条件、库仑定律、F=Eq,分析电场强度大小和绳长;对小球A受力分析,由相似三角形对应边成比例,分析力的变化。
11.【答案】B,C
【知识点】动能定理的综合应用
【解析】【解答】 E -x图像斜率为合力,则对滑块加速上滑和减速上滑过程分别有F-mgsin-mgcos=,mgsin+mgcos=;根据滑块的重力势能随位移变化的图像,动能和势能转化,有
mgsin=,解得F= ,tan=0.75,m= ,故BC正确,AD错误。
故选:BC。
【分析】E -x图像斜率为合力列式,结合滑块的重力势能随位移变化的图像,动能和势能转化列式,求F,m和tan。
12.【答案】(1)A;BD
(2)0.491;0.480
(3)B
【知识点】验证机械能守恒定律
【解析】【解答】(1)表达式中质量可以约去,故实验步骤中多余的步骤是A。
打点计时器应接上交流电源;应先通电再释放重锤。故实验中错误的步骤是BD。
(2) 重力势能减少量是ΔE = mgh= 0.491 J, 物体动能的增加量ΔE == 0.480 J
(3)机械能守恒,则mgh=,图像为一次函数,故选B。
【分析】质量约掉不用测量;应先通电再释放重锤,打点计时器应接上交流电源;重力势能减少量是ΔE = mgh,物体动能的增加量ΔE =;机械能守恒,则mgh=。