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新课标人教版必须二:第七章机械能守恒定律第七节动能和动能定理练习题
第I卷(选择题)
评卷人 得分
一、选择题
1.有一竖直放置的“T”形架,表面光滑,滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上,A、B用一不可伸长的轻细绳相连,A、B质量相等,且可看做质点,如图所示,开始时细绳水平伸直,A、B静止.由静止释放B后,已知当细绳与竖直方向的夹角为时,滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v,则连接A、B的绳长为( )21cnjy.com
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A. B. C. D.
2.如图所示,一根长为l的轻质软绳一端固定在O点,另一端与质量为m的小球连接,初始时将小球放在与O点等高的A点,OA=,现将小球由静止状态释放,则当小球运动到O点正下方时,绳对小球拉力为( )(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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A.2mg B.3mg C. D.
3.物体以初速度V0从A点出发,沿光滑水 ( http: / / www.21cnjy.com )平轨道向前滑行,途中经过一小段粗糙程度恒定的轨道并滑离,关于该物体在通过轨道的粗糙部分的前后,下列说法正确的是( )
A.初速度V0越大,物体动能的减少量越大
B.初速度V0越大,物体动能的减少量越小
C.初速度V0越大,物体速度的减少量越大
D.初速度V0越大,物体速度的减少量越小
4.如图A、B、C三个同样的滑块从粗糙固定 ( http: / / www.21cnjy.com )斜面上的同一高度同时开始运动,A由静止释放,B的初速度方向沿斜面向下,大小为v0,C的初速度方向沿斜面水平,大小也为v0,正确的是
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A.滑到斜面底端时,B的动能最大
B.滑到斜面底端时,C的机械能减少最多
C.A和C将同时滑到斜面底端
D.C下滑过程中,水平方向作匀速直线运动
5.传送带是应用广泛的一种传动装置。在一水 ( http: / / www.21cnjy.com )平向右匀速运动的传送带的左端A点,每隔相同的时间T,轻放上一个相同的工件。已知工件与传送带间动摩擦因数为μ,工件质量为m 。经测量,发现前面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L。已知重力加速度为g,下列判断正确的有 ( )
A.传送带的速度大小为
B.工件在传送带上加速时间为
C.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为
D.传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为
6.一物体在竖直弹簧的上方h米处下落,然后又被弹簧弹回,如图所示,则物体动能最大时是:( )
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A.物体刚接触弹簧时
B.物体将弹簧压缩至最短时
C.物体重力与弹力相等时
D.弹簧等于原长时
7.如图所示,DO是水平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),AB是斜面,初速度为v0,物体从D点出发DBA滑到顶点时速度恰好为零,如果斜面改为AC,让该物体从D点出发DCA滑到A点且速度刚好为零,则物体具有的初速度(已知物体与路面间的动摩擦系数处处相等且不为零)( )
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A. 大于v0 B. 等于v0 C. 小于v0 D. 取决于斜面的倾角
8.一个质量为的物体只在重力和竖直向上的拉力作用下以的加速度竖直向上加速运动,则在此物体上升高度的过程中,下列说法正确的是( )
A.物体的重力势能增加了 B.物体的动能增加了
C.拉力对物体做功为 D.物体的机械能增加了
9.质量为的跳水运动员,从离地面高的跳台上以速度斜向上跳起,跳起最大高度离跳台为,最后以速度进入水中,空气阻力不能忽略,则下列说法正确的是( )
A.运动员起跳时做的功为
B.从起跳到入水,重力对运动员做的功为
C.运动员克服空气阻力做的功为
D.运动员在下落过程中机械能总量保持不变
10.质量为10kg的物体放置在光滑水平面上,只在水平力作用下沿轴做直线运动,力随位移的变化情况如图所示。物体在=0处速度为1m/s,则物体运动到=16m处时,速度大小为( )
A.m/s B.3m/s
C.4m/s D.m/s
11.质量为的物体静止在粗糙的水平地面上,若物体受水平力的作用,由静止起通过位移时的动能为,当物体受水平力的作用,由静止开始通过相同的位移时动能为,则( )
A. B.
C. D.
12.在未知方向的力F作用下,一质量为 ( http: / / www.21cnjy.com )1.0kg的物体以一定的初速度在光滑水平面上做直线运动。物体的动能Ek随位移x变化的关系如图所示。由上述已知条件,可求出( )
A.力F的大小
B.力F的方向
C.物体运动过程中在任意位置的加速度大小
D.物体运动过程中在任意位置力F的功率
13.改变汽车的质量和速度,都可以使汽车的动能发生改变,下列有关汽车动能变化的说法中正确的是( )
A.质量不变,速度增大到原来的2倍,动能变为原来的2倍
B.速度不变,质量增大到原来的2倍,动能变为原来的2倍
C.质量减半,速度增大为原来的4倍,动能变为原来的8倍
D.速度减半,质量增大为原来的4倍,动能变为原来的2倍
14.如图所示,可视为质点的物体, ( http: / / www.21cnjy.com )分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端,已知该物体与斜面AB、DB间的动摩擦因数相同.下列说法正确的是( )
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A.物体沿斜面DB滑动到底端时动能较大
B.物体沿两斜面滑动到底端时动能一样大
C.物体沿斜面DB滑动到底端过程中克服摩擦力做的功较少
D.物体沿两斜面滑动到底端过程中克服摩擦力做的功一样多
15.(多选)如图,在地面上以速度 ( http: / / www.21cnjy.com )υ0抛出质量为m的物体,抛出后物体落在比地面低h的海平面上,若以地面为零势能参考面,且不计空气阻力,则( )
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A.重力对物体做的功为mgh
B.物体在海平面的重力势能为mgh
C.物体在海平面上的动能为
D.物体在海平面上的机械能为
16.用加速后动能为0.5MeV的质子轰击静 ( http: / / www.21cnjy.com )止的某原子核,生成两个动能均为8.9MeV的α粒子(1MeV=1.6×10-13J),此反应中的质量亏损为( )
A.1.6×10-29kg ( http: / / www.21cnjy.com ) B. 3.1×10-29kg C. 3.2×10-29kg D.1.3×10-29kg
17.一物体放在一倾角为θ的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑.若给此物体一个沿斜面向上的初速度v0,则它能上滑的最大路程是
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A. B. C. D.
18.如图所示是某金属在光的照射下,光电子最大初动能与入射光频率的关系图象,由图象可知( )
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A.该金属的逸出功等于E
B.该金属的逸出功等于
C.入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为E
D.入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为2E
19.一不计重力的带电粒子q从A点射入一正点电荷Q的电场中,运动轨迹如图所示,则( )
A.粒子q带负电
B.粒子q的加速度先变小后变大
C.粒子q的电势能先变小后变大
D.粒子q的动能一直变大
20.如图所示,一电荷量 ( http: / / www.21cnjy.com )为+Q的点电荷甲固定在光滑绝缘的水平面上的O点,另一电荷量为+q、质量为m的点电荷乙从A点经C以v0=2 m/s的初速度沿它们的连线向甲运动,到达B点时的速度为零,已知AC=CB,φA=3 V,φB=5 V,静电力常量为k,则( )
A.φC>4V
B.φC=4 V
C.点电荷乙的比荷为1 C/kg
D.点电荷乙的比荷为2 C/kg
21.静电场中,带电粒子在电场力作用下 ( http: / / www.21cnjy.com )从电势为φa的a点运动至电势为φb的b点.若带电粒子在a、b两点的速率分别为va、vb,不计重力,则带电粒子的比荷q/m为 ( )
A. B. C. D.
22.如图所示,在A板附近有一电子由静止开始向B板运动,则关于电子到达B板时的速率,下列解释正确的是( )
A.两板间距越大,加速的时间就越长,则获得的速率越大
B.两板间距越小,加速的时间就越长,则获得的速率不变
C.两板间距越大,加速的时间就越长,则获得的速率不变
D.两板间距越小,加速的时间越短,则获得的速率越小
23.如图所示,扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上匀速运动,下列说法中不正确的是
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A.重力对人做负功 B.支持力对人做正功
C.摩擦力对人做正功 D.合外力对人做功为零
24.如图所示,一小孩沿粗糙的滑梯加速滑下,则该小孩
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A.重力势能减少,动能增加,机械能减少
B.重力势能减少,动能不变,机械能增加
C.重力势能减少,动能增加,机械能不变
D.重力势能不变,动能增加,机械能减少
25.如图所示,在距水平地面高为0.4 ( http: / / www.21cnjy.com )m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2kg的小球A。半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内,两小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响。现给小球A一个水平向右的恒力F=50N(取g=10m/s2)。则
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A.把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20J
B.小球B运动到C处时的速度大小为0
C.小球B被拉到与小球A速度大小相等时,sin=3/4
D.把小球B从地面拉到P的正下方时小球B的机械能增加了6J
26.如图所示,虚线a、b、c代表 ( http: / / www.21cnjy.com )电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R同时在等势面b上,据此可知
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A.三个等势面中,c的电势最低
B.带电质点在P点的电势能比在Q点的小
C.带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
D.带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b
27.如图所示,粗糙斜面固定在地面上,物块受到沿斜面方向向下的拉力,以一定的初速度沿斜面向下运动。物块在运动过程中
A.动能一定增加
B.机械能可能不变
C.重力与摩擦力做的总功等于其动能的变化
D.拉力与摩擦力做的总功等于其机械能的变化
28.静电场方向平行于x轴,其电势随x的 ( http: / / www.21cnjy.com )分布可简化为如图所示的折线,图中ф0 和d为已知量。一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心、沿x轴方向做周期性运动。已知该粒子质量为m、电量为-q,忽略重力。规定x轴正方向为电场强度E、加速度a、速度v的正方向,下图分别表示x轴上各点的电场强度E,小球的加速度a、速度v和动能EK随x的变化图象,其中正确的是
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29.质量为 的汽车,以速率 通过半径为 r 的凹形桥,在桥面最低点时汽车对桥面的压力大小是:
A. B. C. D.
30.如图所示,一质量为m的滑块以初 ( http: / / www.21cnjy.com )速度v0从固定于地面的斜面底端A开始冲上斜面,到达某一高度后返回A,斜面与滑块之间有摩擦。EK代表动能,E代表机械能,EP代表势能,a代表加速度,x代表路程,t代表时间,下图中能正确反映物理量之间关系的图像是( )
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31.如图所示,一个铁球从竖直固定在地 ( http: / / www.21cnjy.com )面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在A点接触弹簧后将弹簧压缩,到B点铁球的速度为零,然后被弹回,不计空气阻力,铁球从A下落到B的过程中,下列说法中正确的是:( )
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A.铁球的机械能守恒
B.铁球的动能和重力势能之和不断减小
C.铁球的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大
D.铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先变小后变大
32.一个运动物体的速度是v时,其动能为E,那么,当它的速度增加到2v时,其动能应该是:( )
A.E B.2E C.4E D.8E
33.下列物理量不可能为负值的是( )
A.加速度 B.功 C.动能 D.重力势能
34.如图所示,两个质量相同的 ( http: / / www.21cnjy.com )小球A、B分别用细线悬在等高的O1、O2点。A球的悬线比B球的悬线长,把两球的悬线拉至水平后无初速释放,则经过最低点时下列说法错误的是( )
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A.A球的机械能等于B球的机械能
B.A球的动能等于B球的动能
C.重力对A球的瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率
D.细线对A球的拉力等于细线对B球的拉力
35.如图,一小球自A点由静止自由下落 ( http: / / www.21cnjy.com ) 到B点时与弹簧接触.到C点时弹簧被压缩到最短.若不计弹簧质量和空气阻力 在小球由A-B—C的运动过程中
A.小球总机械能守恒
B.小球的重力势能随时间均匀减少
C.小球在B点时动能最大
D.到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
36.一质点以一定初速度自一光滑斜面底端a ( http: / / www.21cnjy.com )点上滑,最高可到达b点,c是ab的中点,如图所示,已知质点从a至c需要的时间为to,问它从c经b再回到c需要时间
A. B. C. D.
37.如图所示,一根轻弹簧下 ( http: / / www.21cnjy.com )端固定,竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零。小球下降阶段下列说法中不正确的是
A.在C位置小球动能最大
B.在B位置小球动能最大
C.从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加
D.从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加
38.如图所示,质量为m的物体以速度v0离开桌面后,经过A点时所具有的机械能是(以地面为零势能面,不计空气阻力)
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A. B.
C. D.
39.改变汽车的质量和速度都能使汽车的动能发生变化,在下列情况中,能使汽车的动能变为原来3倍的是
A.质量不变,速度变为原来的3倍
B.质量和速度都变为原来的3倍
C.质量变为原来的3倍,速度变为原来的1/3
D.质量变为原来的1/3,速度变为原来的3倍
40.如图所示,在竖直平面内有一半径为 ( http: / / www.21cnjy.com )R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中 ( )
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A. 重力做功mgR B. 机械能减少mgR
C. 合外力做功mgR D. 克服摩擦力做功0.5mgR
41.某运动员在110米跨栏时采用蹲踞 ( http: / / www.21cnjy.com )式起跑,发令枪响后,左脚迅速蹬离起跑器,在向前加速的同时提升身体重心。如图所示,假设质量为m的运动员,在起跑时前进的距离x内,重心上升高度为h,获得的速度为v,克服阻力做功为W阻,则在此过程中,下列说法中正确的是( ) www.21-cn-jy.com
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A.运动员的重力做功为W重=mgh
B.运动员机械能增量为mv2+mgh
C.运动员的动能增加量W阻+mgh
D.运动员自身做功为mv2+mgh-W阻
42.光滑水平面上静置一质量为M的木块, ( http: / / www.21cnjy.com )一质量为m的子弹以水平速度v1射入木块,以v2速度穿出,木块速度变为v,对这个过程,下列说法中正确的是( )
A.子弹对木块做的功等于
B.子弹对木块做的功等于子弹克服阻力做的功
C.子弹对木块做的功等于木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦生热的内能之和
D.子弹损失的动能等于木块的动能跟子弹与木块间摩擦转化的内能之和
43.如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为 ( http: / / www.21cnjy.com )m的小球A,若将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为3m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g,不计空气阻力)( )
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A. B. C. D.
44.如图所示,一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面,其运动的加速度大小为,这物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这一过程中 ( )
A.重力势能增加了 B.机械能损失了
C.动能损失了mgh D.合外力对物体做功为21教育名师原创作品
45.如图所示,质量为M的楔形物体静 ( http: / / www.21cnjy.com )止在光滑的水平地面上,其斜面光滑且足够长,与水平方向的夹角为θ。一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度v0开始运动。当小物块沿斜面向上运动到最高点时,速度大小为v,距地面高度为h,则下列关系式中正确的是( )
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A. B.
C. D.
46.如图,小车由光滑的弧形段AB和粗 ( http: / / www.21cnjy.com )糙的水平段BC组成,静止在光滑水平面上,当小车固定时,从A点由静止滑下的物体到C点恰好停止.如果小车不固定,物体仍从A点静止滑下,则( )
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A.仍滑到小车上的C点停住
B.滑到小车上的BC间某处停住
C.会冲出C点落到车外
D.小车向左运动,其位移与物体在水平方向的位移大小一定相等
47.如图所示,小物块与水平轨道、倾斜轨 ( http: / / www.21cnjy.com )道之间的动摩擦因数均相同,小物块从倾角为θ1的轨道上高度为h的A点静止释放,运动至B点时速度为v1。现将倾斜轨道的倾角调至为θ2,仍将物块从轨道上高度为h的A点静止释放,运动至B点时速度为v2。已知θ2<θ1,不计物块在轨道接触处的机械能损失。则
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A.v1<v2
B.v1>v2
C.v1 =v2
D.由于不知道θ1、θ2的具体数值,v1、v2关系无法判定
48.如图,固定斜面倾角为30°, ( http: / / www.21cnjy.com )质量为m的小物块自斜面底端以某一初速度沿斜面向上做匀减速运动,其加速度大小恰好等于重力加速度g的大小。若物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( )
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A.小物块上滑过程中机械能守恒
B.小物块上滑过程中动能损失了mgH
C.小物块上滑过程中动能损失了2mgH
D.小物块上滑过程中机械损失了2mgH
49.如图所示:长为L、倾角为的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为+q、质量为m的小球以初速度从斜面底端A点开始沿斜面上滑,当到达斜面顶端B点时,速度仍为,则
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A.小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能
B.A、B两点间的电压一定等于
C.若电场是匀强电场,则该电场的电场强度最大值一定为
D.若该电场是由放置在C点的点电荷Q产生,则为45°
50.如图所示,一半径为R,粗糙程度 ( http: / / www.21cnjy.com )处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中客服摩擦力所做的功。则
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A.,质点恰好可以到达Q点
B.,质点不能到达Q点
C.,质点到达Q后,继续上升一段距离
D.,质点到达Q后,继续上升一段距离
51.如图,质量为m的小球用轻绳悬挂在O点,在水平恒力作用下,小球从静止开始由A经B向C运动。则小球
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A.先加速后减速 B.在B点加速度为零
C.在C点速度为零 D.在C点加速度为
52.在以速度vo水平飞行的飞机上,由 ( http: / / www.21cnjy.com )静止释放一质量为m的物体,飞行一段时间后,物体经过空间P点,其动能为Ek,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.物体经过P点时竖直分速度为
B.此过程中物体下降的高度
C.此过程中物体的水平位移为
D.此过程中物体运动的平均速度为
53.如图所示x轴上各点的电 ( http: / / www.21cnjy.com )场强度如图所示,场强方向与x轴平行,规定沿x轴正方向为正,一负点电荷从坐标原点O以一定的初速度沿x轴正方向运动,点电荷到达x2位置速度第一次为零,在x3位置第二次速度为零,不计粒子的重力.下列说法正确的是
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A.点电荷从O点运动到x2,再运动到x3的过程中,速度先均匀减小再均匀增大,然后减小再增大
B.点电荷从O点运动到x2,再运动到x3的过程中,加速度先减小再增大,然后保持不变
C.O点与x2和O点与x3电势差UOx2= UOx3
D.点电荷在x2、x3位置的电势能最小
评卷人 得分
二、多选题
54.如图所示,半圆槽光滑 ( http: / / www.21cnjy.com )、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平,a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a
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A.从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小
B.从N到P的过程中,速率先增大后减小
C.从N到Q的过程中,电势能一直增加
D.从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量
55.如图所示,直杆AB与水平面成α角固定 ( http: / / www.21cnjy.com ),在杆上套一质量为m的小滑块,杆底端B点处有一弹性挡板,杆与板面垂直,滑块与挡板碰撞后原速率返回.现将滑块拉到A点由静止释放,与挡板第一次碰撞后恰好能上升到AB的中点,设重力加速度为g,由此可以确定
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A.滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2
B.滑块最终所处的位置
C.滑块与杆之间动摩擦因数μ
D.滑块第k次与挡板碰撞后速度vk
56.如图所示,直杆AB与水平面成α角固定, ( http: / / www.21cnjy.com )在杆上套一质量为m的小滑块,杆底端B点处有一弹性挡板,杆与板面垂直,滑块与挡板碰撞后原速率返回.现将滑块拉到A点由静止释放,与挡板第一次碰撞后恰好能上升到AB的中点,设重力加速度为g,由此可以确定
A.滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2
B.滑块最终所处的位置
C.滑块与杆之间动摩擦因数μ
D.滑块第k次与挡板碰撞后速度vk
57.在倾角为的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B,它们的质量均为m,弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开C时,A的速度为,则此过程(弹簧的弹性势能与弹簧的伸长量或压缩量的平方成正比,重力加速度为g) ( )
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A.物块A运动的距离为
B.物块A的加速度为
C.拉力F做的功为
D.拉力F对A做的功等于A的机械能的增加量
58.如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设 ( http: / / www.21cnjy.com )施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则
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A. 固定位置A到B点的竖直高度可能为2R
B. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关
C. 滑块可能重新回到出发点A处
D. 传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多
第II卷(非选择题)
评卷人 得分
三、填空题
59.动能的计算公式为 。一个质量为50kg的学生,当她的运动速度为2米/秒时,她的动能为 J。21教育网
60.如图所示,在竖直向下、场强为的匀强电场中,长为的绝缘轻杆可绕固定轴在竖直面内无摩擦转动,两个小球A、B固定于杆的两端,转轴O到小球A的距离为l/3,A、B的质量分别为m和3m,A带负电,电量大小为,B带正电,电量大小为。杆从静止开始由水平位置转到竖直位置,在此过程中电场力做功为 ,在竖直位置处两球的总动能为 。
61.一小滑块放在如图所示的 ( http: / / www.21cnjy.com )凹形斜面上,斜面固定于水平地面,用力F沿斜面向下拉小滑块,小滑块沿斜面运动了一段距离,若已知在这过程中,拉力F所做的功的大小(绝对值)为A,斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B,重力做功的大小为C,空气阻力做功的大小为D,当用这些量表达时,小滑块的动能的改变(指未态动能减去初态动能)等于 .滑块的重力势能的改变等于 ,滑块机械能(指动能与重力势能之和)的改变等于 。
评卷人 得分
四、计算题
62.(12分)如图所示,一个与 ( http: / / www.21cnjy.com )水平方向成θ=37°的传送带逆时针转动,线速度为v=10m/s,传送带A、B两轮间距离L=10.25m。一个质量m=1kg的可视为质点的物体轻放在A处,物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
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(1)物体在A处加速度a的大小;
(2)物体在传送带上机械能的改变量ΔE;
(3)物体与传送带因摩擦而产生的热量Q。
63.竖直放置的一对平行金属板的左极板上,用长为的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球,将平行金属板按如图所示的电路图连接.当滑动变阻器R在a位置时,绝缘线与左极板的夹角为θ1=30°,当将滑片缓慢地移动到b位置时,夹角为θ2=60°.两板间的距离大于,重力加速度为g.问:21世纪教育网版权所有
(1)小球在上述两个平衡位置时,平行金属板上所带电荷量之比
(2)若保持变阻器滑片位置在a处不变,对小 ( http: / / www.21cnjy.com )球再施加一个拉力,使绝缘线与竖直方向的夹角从θ1=30°缓慢地增大到θ2=60°,则此过程中拉力做的功W=?
64.如图,位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成,圆弧半径Oa水平,b点为抛物线顶点。已知h=2m,,s=,取重力加速度大小。
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(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下,当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;
(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达c点时速度的水平分量的大小。
65.(10分)一质量m=0.6kg的 ( http: / / www.21cnjy.com )物体以v0=20m/s的初速度从倾角为30 的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了ΔEk=18J,机械能减少了ΔE=3J。不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,求:⑴物体向上运动时加速度的大小;⑵物体返回斜坡底端时的动能。
66.如图所示,物体沿一曲面从A点 ( http: / / www.21cnjy.com )无初速度滑下,滑至曲面最低点B时,下滑的高度为5m.若物体的质量为1㎏,到B点的速度为6m/s,则在下滑过程中客服阻力所做的功是多少
67.(10分)如图所示,水平台 ( http: / / www.21cnjy.com )AB距地面CD高h=0.80m。有一小滑块从A点以6.00m/s的初速度在水平台上由于摩擦力作用做匀减速直线运动,并从平台边缘的B点水平飞出,最后落在地面上的D点。已知AB=2.20m,CD= 2.00m。(不计空气阻力,g取10m/s2)。求:
(1)小滑块运动到B点时的速度大小;
(2)滑块与平台间的动摩擦因数。
68.如图(a)所示,“”型木块放在 ( http: / / www.21cnjy.com )光滑水平地面上,木块水平表面AB部分粗糙,BC表面光滑且与水平面夹角为θ = 37°.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时,其示数为正值;当力传感器被拉时,其示数为负值.一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑,滑块经过B点时无能量损失.传感器记录了物块在CBA运动过程中,力和时间的关系,如图(b)所示.已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,g取10 m/s2.求:
(1)斜面BC的长度;
(2)滑块的质量m
69.一质量为m=1.5 kg的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )块从倾角为θ=37o的斜面上自静止开始滑下,滑行距离s=10 m后进入半径为R=9 m的光滑圆弧AB,其圆心角也为θ,然后水平滑上与平台等高的小车。已知小车质量为M=3.5 kg,滑块与斜面及小车表面的动摩擦因数μ=0.35,小车与地面光滑且足够长,取g=10 m/s2。求:
(1)滑块在斜面上的滑行时间t1;
(2)滑块脱离圆弧末端B点前轨道对滑块的支持力大小;
(3)当小车开始匀速运动时,滑块在车上滑行的距离s1。
70.(10分)浙江卫视六频道《我老 ( http: / / www.21cnjy.com )爸最棒》栏目中有一项人体飞镖项目,该运动简化模型如图所示。某次运动中,手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下,在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出,摆至最低处B时小孩松手,飞镖依靠惯性飞出击中竖直放置的圆形靶最低点D点,圆形靶的最高点C与B在同一高度,C、O、D在一条直径上,A、B、C三处在同一竖直平面内,且BC与圆形靶平面垂直。已知飞镖质量m=1kg,BC距离s=8m,靶的半径R=2m,AB高度差h=0.8m,g取10m/s2。不计空气阻力,小孩和飞镖均可视为质点。
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(1)求孩子在A处被推出时初速度vo的大小;
(2)若小孩摆至最低处B点时沿BC方向用力推出飞镖,飞镖刚好能击中靶心,求在B处小孩对飞镖做的功W;
(3)在第(2)小题中,如果飞镖脱手时 ( http: / / www.21cnjy.com )沿BC方向速度不变,但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度v,要让飞镖能够击中圆形靶,求v的取值范围。
71.(10分)如图所示,质量为M、长为L的长木板放在光滑水平地面上,一个质量也是M的小滑块(可视为质点)以速度从左端冲上长木板,如果长木板固定,小滑块恰好滑到木板右端。
(1)求小滑块与长木板之间的动摩擦因数μ。
(2)如果长木板不固定,小滑块在长木板上滑行过程中产生的热量Q是多少?
72.如图所示,C是放在 ( http: / / www.21cnjy.com )光滑的水平面上的一块木板,木板的质量为3m,在木板的上面有两块质量均为m的小木块A和B,它们与木板间的动摩擦因数均为μ。最初木板静止,A、B两木块同时以相向的水平初速度v0和2v0滑上长木板,木板足够长, A、B始终未滑离木板也未发生碰撞。求:
①木块B的最小速度是多少?
②木块A从刚开始运动到A、B、C速度刚好相等的过程中,木块A所发生的位移是多少?
73.如图所示,在竖直向下的匀强电 ( http: / / www.21cnjy.com )场中有一绝缘的光滑轨道,一个带负电的小球从斜轨上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m,电荷量为-q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α,圆轨道半径为R,小球的重力大于受的电场力.
(1)求小球沿轨道滑下的加速度的大小;
(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点,求A点距水平地面的高度h至少为多大;
74.(10分)一个带正 ( http: / / www.21cnjy.com )电的微粒,从A点射入水平方向的匀强电场中,微粒沿直线AB运动,如图所示.AB与电场线夹角θ=30°,已知带电粒子的质量m=1.0×10-7 kg,电荷量q=1.0×10-10 C,A、B相距L=20 cm.(取g=10 m/s2,结果保留两位有效数字)求:
(1)电场强度的大小和方向.
(2)要使微粒从A点运动到B点,微粒射入电场时的最小速度是多少.
75.半径为R的绝缘光滑圆环固定在 ( http: / / www.21cnjy.com )竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示.珠子所受静电力是其重力的3/4倍,将珠子从环上最低位置A点由静止释放,求:
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(1)珠子所能获得的最大动能是多少?
(2)珠子对圆环的最大压力是多少?
76.如图所示,粗糙程度均匀的绝 ( http: / / www.21cnjy.com )缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v1从斜面底端M处沿斜面上滑,到达N点时速度为0,然后下滑回到M点,此时速度为v2(v2( http: / / www.21cnjy.com )
77.如图所示,空间存在着场强为E ( http: / / www.21cnjy.com )=2.5×102 N/C、方向竖直向上的匀强电场,在电场内一长为L=0.5 m的绝缘细线,一端固定在O点,另一端拴着质量为m=0.5 kg、电荷量为q=4×10-2 C的小球.现将细线拉直到水平位置,使小球由静止释放,当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g=10 m/s2.求:
(1)小球的电性;
(2)细线能承受的最大拉力;
(3)当细线断裂后,小球继续运动到与O点水平方向距离为L时(仍在匀强电场中),小球距O点的高度.
78.如图所示,水平桌面上 ( http: / / www.21cnjy.com )的轻质弹簧左端固定,右端与静止在O点质量为m=1kg的小物块接触而不连接,此时弹簧无形变。现对小物块施加F = 10 N水平向左的恒力,使其由静止开始向左运动。小物块在向左运动到A点前某处速度最大时,弹簧的弹力为 6 N,运动到A点时撤去推力F,小物块最终运动到B点静止。图中OA = 0.8 m,OB = 0.2 m,重力加速度g = 10 m/s2。求小物块:
(1)与桌面间的动摩擦因数μ;
(2)向右运动过程中经过O点的速度;
(3)向左运动的过程中弹簧的最大压缩量。
79.如图所示,质量M=4kg的滑板B静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L=0.5m,这段滑板与木块A(可视为质点)之间的动摩擦因数,而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑.小木块A以速度v0=10m/s由滑板B左端开始沿滑板B表面向右运动.已知木块A的质量m=1kg,g取10m/s2。求:
①弹簧被压缩到最短时木块A的速度;
②木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能。
80.如图所示,在光滑水平面上有一块长为L的木板B,其上表面粗糙。在其左端有一个光滑的圆弧槽C与长木板接触但不连接,圆弧槽的下端与木板的上表面相平,B、C静止在水平面上。现有很小的滑块A以初速度从右端滑上B并以的速度滑离B,恰好能到达C的最高点。A、B、C的质量均为m,试求:①木板B上表面的动摩擦因数μ;②圆弧槽C的半径R;【来源:21·世纪·教育·网】
81.静止的氡核(Rn)放出一个速度为v0的α粒子,若衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子及反冲核的动能.已知原子质量单位为u,真空中的光速为c,试求在衰变过程中的质量亏损(在涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计).
82.如图所示,当开关S断开时 ( http: / / www.21cnjy.com ),用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零.
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(1)求此时光电子的最大初动能的大小;
(2)求该阴极材料的逸出功.
83.(9分)如图所示,水平轨道与竖直平面内 ( http: / / www.21cnjy.com )的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m=1.0kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10.0N的作用下,从A点由静止开始运动,当滑块运动的位移x=0.50m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0=1.0m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,取g=10m/s2。求:
(1)在撤去力F时,滑块的速度大小;
(2)滑块通过B点时的动能;
(3)滑块通过B点后,能沿圆弧轨道上升的最大高度h=0.35m,求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功。
84.如图甲所示,带斜面的足够长木板P,质量M=3kg.静止在水平地面上,其右侧靠竖直墙壁,倾斜面BC与水平面AB的夹角、两者平滑对接。t=Os时,质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑,图乙所示为Q在O~6s内的速率随时间t变化的部分图线。已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的5倍,sin370=0.6,cos370=O.8,g取10m/s2。求:
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(1)木板P与地面间的动摩擦因数。
(2)t=8s时,木板P与滑块Q的速度大小。
85.如图所示,竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切,B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点。小滑块(可视为质点)沿水平面向左滑动,经过A点时的速度,恰好通过最高点C.已知半圆形轨道光滑,半径R=0.40m,滑块与水平面间的动摩擦因数 = 0.50,A、B两点间的距离L=1.30m。取重力加速度g =10m/s2。求:
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(1)滑块运动到A点时速度的大小
(2)滑块从C点水平飞出后,落地点与B点间的距离x。
86.(14分)如图所示,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切与B点,右端与一倾角为30°的光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为2kg的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至D点,已知光滑圆轨道的半径R=0.45m,水平轨道BC长为0.4m,其动摩擦因数μ=0.2,光滑斜面轨道上CD长为0.6m,g取10m/s2,求
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(1)滑块第一次经过B点时对轨道的压力
(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能;
(3)滑块最终停在何处?
87.如图所示,半径R=0.6m的光滑圆弧轨道BCD与足够长的粗糙轨道DE在D处平滑连接,O为圆弧轨道BCD的圆心,C点为圆弧轨道的最低点,半径OB、OD与OC的夹角分别为53°和37°。将一个质量m=0.5kg的物体(视为质点)从B点左侧高为h=0.8m处的A点水平抛出,恰从B点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物体与轨道DE间的动摩擦因数=0.8,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0. 6,cos37°=0.8。求:
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(1)物体水平抛出时的初速度大小v0;
(2)物体在轨道DE上运动的路程s。
88.如下图所示,质量为3kg的长木板B放在光滑的水平面上,右端与半径R=1m的粗糙的圆弧相切,左端上方放一质量为1kg物块C,物块C与长木板B间的动摩擦因数
为0.2.现将一质量为1kg的物体A从距圆弧上端h=5m处静止释放,沿着圆弧到达水平
轨道与B碰撞后粘在一起运动,再经1s物块C刚好运动到B
的右端且不会掉下.取g=10m/s.求:
(1)物体A刚进入圆弧时对轨道的压力;
(2)长木板B的长度;
(3)物体A经过圆弧时克服阻力所做的功.
89.半径R=1m的1/4圆弧轨道下 ( http: / / www.21cnjy.com )端与一水平轨道连接,水平轨道离地面高度h=1m,如图所示,有一质量m=1.0kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下,经过水平轨迹末端B时速度为4m/s,滑块最终落在地面上,试求:
(1)不计空气阻力,滑块落在地面上时速度多大?
(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做功多少?
90.如图所示,光滑的弧形轨道AB和两个粗糙的半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道。粗糙的半圆轨道半径为R,两个半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,能够使小球通过,CD之间距离可忽略。光滑弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为=7R。从A点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿翘尾巴的S形轨道恰能过最高点E。已知小球质量为m,不计空气阻力,求:
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(1)小球运动到圆弧轨道的B点时对轨道的压力(设此处圆弧半径为R);
(2)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功。
91.某同学利用玩具电动 ( http: / / www.21cnjy.com )车模拟腾跃运动。如图所示,AB是水平地面,长度为L=6m,BCDE是一段曲面,且在B点处平滑连接。玩具电动车的功率始终为P=10W,从A点由静止出发,到达离地面h=1.8m的E点水平飞出,落地点与E点的水平距离x=2.4m。玩具电动车可视为质点,总质量为m=1kg,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求:
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(1)玩具电动车过E点时的速度;
(2)若玩具电动车在AB段所受的阻力Ff恒为2N,从B点到E点的过程中,克服摩擦阻力做功10J,则从A点至E点过程所需要的时间是多少
92.滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱。如图所示是滑板运动的轨道,AB和CD是一段圆弧形轨道,BC是一段长7 m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以6 m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零。已知运动员的质量为50 kg,h=1.4 m,H=1.8 m,不计圆弧轨道上的摩擦。(g=10 m/s2)求:
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(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少?
(2)运动员与BC轨道的动摩擦因数。
93.在光滑的水平地面上 ( http: / / www.21cnjy.com )静止着一质量M=0.4kg的薄木板,一个质量m=0.2kg的木块(可视为质点)以v0=4m/s的速度,从木板左端滑上,一段时间后,又从木板上滑下(不计木块滑下时的机械能损失),两物体仍沿直线继续向前运动,从木块与木板刚刚分离开始计时,经时间t=3.0s,两物体之间的距离增加了s=3m,已知木块与木板的动摩擦因数μ=0.4,求薄木板的长度.【出处:21教育名师】
94.一质量为M的长木板静止于光滑水平面上,一质量为m的滑块以速率从左端滑上木板,滑块和木板间动摩擦因数为,当滑块到木板最右端时两者恰能一起匀速运动,求:
(1)木板的长度L
(2)滑块在木板上滑行的时间t
95.如图所示,半径为R的光滑圆轨道 ( http: / / www.21cnjy.com )竖直放置,长为2R的轻质杆两端各固定一个可视为质点的小球A、B,把轻杆水平放入圆形轨道内,若mA=2m,mB=m,重力加速度为g,现由静止释放两球,当轻杆到达竖直位置时,求:
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(1)A、B两球的速度大小;
(2)A球对轨道的压力;
(3)要使轻杆到达竖直位置时,轻杆上刚好无弹力,A、B两球的质量应满足的条件.
96.如图甲所示,水平面上固定一个倾角 ( http: / / www.21cnjy.com )为θ的光滑足够长斜面,斜面顶端有一光滑的轻质定滑轮,跨过定滑轮的轻细绳两端分别连接物块A和B(可看作质点),开始A、B离水平地面的高度H=0.5m,A的质量m0=0.8kg。当B的质量m连续变化时,可以得到A的加速度变化图线如乙图所示,图中虚线为渐近线,设加速度沿斜面向上的方向为正方向,不计空气阻力,重力加速度为g取10m/s2。求:
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⑴斜面的倾角θ;
⑵图乙中a0值;
⑶若m=1.2kg,由静止同时释放A、B后,A上升离水平地面的最大高度(设B着地后不反弹)。
97.如图所示,水平地面上静止放置一辆小 ( http: / / www.21cnjy.com )车A,质量mA=4 kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量mB=2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F=10 N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6 s,二者的速度达到vt=2 m/s.求:
(i)A开始运动时加速度a的大小;
(ii)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;
(iii)A的上表面长度l。
98.(14分)如图所示,轮半径r=1 ( http: / / www.21cnjy.com )0 cm的传送带,水平部分AB的长度L=1.5 m,与一圆心在O点、半径R=1 m的竖直光滑圆轨道的末端相切于A点,AB高出水平地面H=1.25 m,一质量m=0.1 kg的小滑块(可视为质点),由圆轨道上的P点从静止释放,OP与竖直线的夹角θ=37°.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,不计空气阻力.
(1)求滑块对圆轨道末端的压力;
(2)若传送带一直保持静止,求滑块的落地点与B间的水平距离;
(3)若传送带以v0=0.5 m/s的速度沿逆时针方向运行(传送带上部分由B到A运动),求滑块在传送带上滑行过程中产生的内能.
99.(18分)如图甲所示,相距为L的光滑平 ( http: / / www.21cnjy.com )行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计。在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻r的金属杆ab。
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(1)若金属杆ab固定在导轨上的初位置,磁场的磁感应强度在t时间内由B均匀减小到零,求此过程中电阻R上产生的电量q。
(2)若ab杆在恒力作用下由静 ( http: / / www.21cnjy.com )止开始向右运动3L距离,其速度—位移的关系图象如图乙所示(图中所示量为已知量)。求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q1。
(3)若ab杆固定在导轨上的初始位置,使匀强磁场保持大小不变绕OO′轴匀速转动。若磁场方向由图示位置开始转过的过程中,电路中产生的焦耳热为Q2. 则磁场转动的角速度ω大小是多少?
100.(18分)如图甲所示,用固 ( http: / / www.21cnjy.com )定的电动机水平拉着质量m=2 kg的小物块和质量M=1 kg的平板以相同的速度一起向右匀速运动,物块位于平板左侧,可视为质点.在平板的右侧一定距离处有台阶阻挡,平板撞上后会立刻停止运动.电动机功率保持P=3 W不变。从某时刻t=0起,测得物块的速度随时间的变化关系如图乙所示,t=6 s后可视为匀速运动,t=10 s时物块离开木板.重力加速度g=10 m/s2,求:
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(1)平板与地面间的动摩擦因数μ为多大?
(2)物块在1 s末和3 s末受到的摩擦力各为多大?
(3)平板长度L为多少?
101.如图,竖直平面内放着两根间距L = 1m、电阻不计的足够长平行金属板M、N,两板间接一阻值R= 2Ω的电阻,N板上有一小孔Q,在金属板M、N及CD上方有垂直纸面向里的磁感应强度B0= 1T的有界匀强磁场,N板右侧区域KL上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B1=3T和B2=2T。有一质量M = 0.2kg、电阻r =1Ω的金属棒搭在MN之间并与MN良好接触,用输出功率恒定的电动机拉着金属棒竖直向上运动,当金属棒达最大速度时,在与Q等高并靠近M板的P点静止释放一个比荷的正离子,经电场加速后,以v =200m/s的速度从Q点垂直于N板边界射入右侧区域。不计离子重力,忽略电流产生的磁场,取g=。求:
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(1)金属棒达最大速度时,电阻R两端电压U;
(2)电动机的输出功率P;
(3)离子从Q点进入右侧磁场后恰好不会回到N板,Q点距分界线高h等于多少。
102.如图,在水平轨道右侧 ( http: / / www.21cnjy.com )固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l,水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态。可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧,并被弹簧以原速率弹回。已知R=0.4 m,l=2.5 m,v0=6 m/s,物块质量m=1 kg,与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4,轨道其它部分摩擦不计。取g=10 m/s2。求:
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(1)物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力;
(2)物块从Q运动到P的时间及弹簧获得的最大弹性势能;
(3)物块仍以v0从右侧冲上轨道,调节PQ段的长度l,当l长度是多少时,物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动。
103.如图所示,电压为U的两块平行金属板MN,M板带正电。X轴与金属板垂直,原点O与N金属板上的小孔重合,在O≤X≤d区域存在垂直纸面的匀强磁场 (图上未画出)和沿y轴负方向火小为的匀强电场,与E在y轴方向的区域足够大。有一个质量为m,带电量为q的带正电粒子(粒子重力不计),从靠近M板内侧的P点(P点在X轴上)由静止释放后从N板的小孔穿出后沿X轴做直线运动;若撤去磁场,在第四象限X>d的某区域加上左边界与y轴平行且垂直纸面的匀强磁场B2(图上未画出),为了使粒子能垂直穿过X轴上的Q点,Q点坐标为()。求
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(1)磁感应强度的大小与方向;
(2)磁感应强度B2的大小与方向;
(3)粒子从坐标原点O运动到Q点所用的时间t。
104.如图所示,光滑的水平面AB与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最高点,A点的右侧连接一粗糙的水平面。用细线连接甲、乙两物体,中问夹一轻质压缩弹簧,弹簧与甲、乙两物体不拴接,甲的质量朋=4kg,乙的质量=5kg,甲、乙均静止。若固定乙,烧断细线,甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道,过D点时对轨道的压力恰好为零。取g=10m/s2,甲、乙两物体均可看作质点,求:
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(1)甲离开弹簧后经过B点时的速度的大小;
(2)在弹簧压缩量相同的情况下,若固定甲,烧断细线,乙物体离开弹簧后从A点进入动摩擦因数=0.4的粗糙水平面,则乙物体在粗糙水平面运动的位移S。
105.(16分)同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M 板上部有一半径为的圆弧形的粗糙轨道,P为最高点,Q为最低点,Q点处的切线水平,距底板高为.N板上固定有三个圆环.将质量为的小球从P处静止释放,小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q水平距离为处。不考虑空气阻力,重力加速度为.求:
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(1)距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度;
(2)小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向;
(3)摩擦力对小球做的功.
106.(10分)滑块a、b沿水平面上同一条 ( http: / / www.21cnjy.com )直线发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段。两者的位置x随时间t变化的图像如图所示。求:
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(ⅰ)滑块a、b的质量之比;
(ⅱ)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失的机械能之比。
107.(12分)如图所示,一质量为m、电 ( http: / / www.21cnjy.com )荷量为q(q>0)的例子在匀强电场中运动,A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0,方向与电场方向的夹角为60°;它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。
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108.(16分)某快点公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图,皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动,现将一质量为的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦力因数,设皮带足够长,取,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,求www-2-1-cnjy-com
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(1)邮件滑动的时间t
(2)邮件对地的位移大小x
(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W
109.如图,三个质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平轨道上。现给滑块A向右的初速度v0,一段时间后A与B发生碰撞,碰后AB分别以、的速度向右运动,B再与C发生碰撞,碰后B、C粘在一起向右运动。滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间极短。求B、C碰后瞬间共同速度的大小。
110.如图是过山车的部分模型图。模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.1m,该光滑圆形轨道固定在倾角为斜轨道面上的Q点,圆形轨道的最高点A与P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接。现使小车(视作质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动,已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为,不计空气阻力,过山车质量为20kg,取g=10m/s2,。若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处,求:
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(1)小车在A点的速度为多大;
(2)小车在圆形轨道的最低点B时对轨道的压力为重力的多少倍;
(3)小车在P点的动能.
111.(18分)光滑水平面上有一质量为M=2 kg的足够长的木板,木板上最有右端有一大小可忽略、质量为m=3kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。开始时物块和木板都静止,距木板左端L=2.4m处有一固定在水平面上的竖直弹性挡板P。现对物块施加一水平向左外力F=6N,若木板与挡板P发生撞击时间极短,并且撞击时无动能损失,物块始终未能与挡板相撞,求:
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(1)木板第一次撞击挡板P时的速度为多少?
(2)木板从第一次撞击挡板P到运动至右端最远处所需的时间及此时物块距木板右端的距离X为多少
(3)木板与挡板P会发生多次撞击直至静止,而 ( http: / / www.21cnjy.com )物块一直向左运动。每次木板与挡板P撞击前物块和木板都已相对静止,最后木板静止于挡板P处,求木板与物块都静止时物块距木板最右端的距离X为多少
评卷人 得分
五、实验题
112.为了测量小滑块与水平桌 ( http: / / www.21cnjy.com )面间的动摩擦因数,某小组设计了如图甲所示的实验装置,其中挡板可固定在桌面上,轻弹簧左端与挡板相连,图中桌面高为h,O1、O2、A、B、C点在同一水平直线上。已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。
实验过程一:挡板固定在O1点,推动滑块压缩弹 ( http: / / www.21cnjy.com )簧,滑块移到A处,测量O1A的距离,如图甲所示。滑块由静止释放,落在水平面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为x1。
实验过程二:将挡板的固定点 ( http: / / www.21cnjy.com )移到距O1点距离为d的O2点,如图乙所示,推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使O2C的距离与O1A的距离相等。滑块由静止释放,落在水平面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离为x2。
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(1)为完成本实验,下列说法中正确的是______________
A.必须测出小滑块的质量 B.必须测出弹簧的劲度系数
C.弹簧的压缩量不能太小 D.必须测出弹簧的原长
(2)写出动摩擦因数的表达式_______________(用题中所给物理量的符号表示)
(3)小红在进行实验过程二 ( http: / / www.21cnjy.com )时,发现滑块未能滑出桌面。为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,还需测量的物理量是______________。
(4)某同学认为,不测量桌面高度,改 ( http: / / www.21cnjy.com )用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间,也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数。此实验方案_____(选填“可行”或“不可行”),理由是________________________________________________。
113.(8分)小明研究小车在水平长木板 ( http: / / www.21cnjy.com )上运动所受摩擦力的大小,选用的实验器材是:长木板、总质量为m的小车、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺.器材安装如图甲所示
(a)主要的实验过程:
①用游标卡尺测量挡光片宽度d,读数如图乙所示,则d= mm.
②让小车从斜面上某一位置释放,读出小车通过光电门时数字毫秒计示数t.
③用刻度尺量出小车停止运动时遮光板与光电门间的距离L
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④求出小车与木板间摩擦力f= (用物理量的符号表示)
(b)若实验中没有现成的挡光片,某同学用一宽度为8cm的金属片替代这种做法是否合理? (选填“合理”或“不合理”).
(c)实验中,小车释放的高度应该适当 (选填“大”或“小”)些.
114.为测定木块与桌面之间的动摩 ( http: / / www.21cnjy.com )擦因数,某同学设计了如图所示的实验装置:质量为m1的木块A放在足够长的水平桌面上,细绳一端固定在A上,另一端绕过定滑轮悬挂质量为m2的钩码B。开始时细绳伸直,B离地面高度为h,由静止释放后,二者一起移动,B落地后(不反弹)A在水平桌面上继续运动一段距离,最后静止在P点。改变B离地面的初始高度h,测出每次A在桌面上移动的距离s和相应的h,记录的数据如右表。
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(1)请在图的坐标系中描出上述数据对 应的点,并绘出相应的图线;
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)若B从离地高度为44cm处由静止释放,则此次A在水平桌面上移动的距离为______cm;
(3)设该图线的斜率为k,则木块与桌面间的动摩擦因数的表达式为_____________。
(4)若实验中,每次测量h时,测量 ( http: / / www.21cnjy.com )的都是B物体上端到地面的距离,这样按照上述方法计算出的动摩擦因数与真实值相比是________(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)
115.某同学把附有滑轮的长 ( http: / / www.21cnjy.com )木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此验证小车的运动符合动能定理。此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块、天平、刻度尺等,组装的实验装置如右图所示。
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(1)为使细线对小车的拉力可认为 ( http: / / www.21cnjy.com )是小车受到的合力,除了要让细线与长木板平行,实验中还需进行的操作步骤是______________________;而实验中并没有测量力的装置,所以只能认为细线中的拉力大小等于钩码的重力,要这样认为的话,该实验必须保证的是_____________________。
(2)如上图为某次实验打出纸带的一部 ( http: / / www.21cnjy.com )分,若钩码的质量为m,小车的质量为M,打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g,则用纸带上标出的测量长度及上述物理量写出验证动能定理的表达式,应为__________。
116.2013年5月10日,中国海 ( http: / / www.21cnjy.com )军首只舰载航空兵部队正式组建,这标志着我国航母部队战斗力建设进入新的发展阶段。般载机在航母上的安全起降是舰载航空兵实现战斗力的保证。设有一总质量2×104kg的舰载机在航母甲板着舰区阻拦着舰,为保证一旦着舰失败能再次起飞,阻拦过程中舰载机的发动机保持2×105N的水平总推力。设舰载机以70m/s的水平速度准确钩住BC间阻拦索中点后,垂直于BC沿直线滑行60m至A处停稳,BC间距40m,如右图所示。着舰过程甲板保持水平,忽略摩擦与空气阻力。求:
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(1)舰载机在A处停稳后,关闭发动机前阻拦索AB对舰载机的拉力;
(2)着舰过程中阻拦索对舰载机所做的功。
117.某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)将气垫导轨调至水平,安装好实验器材,从图中读出两光电门中心之间的距离S=__________cm;
(2)测量挡光条的宽度d,记录挡光 ( http: / / www.21cnjy.com )条通过光电门1和2所用的时间△t1和△t2,并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F,为了完成实验,还需要直接测量的一个物理量是___________;
(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量?_________(填“是”或“否”)
118.如图甲是测量滑块与木板间动摩擦因数的装置,将木板水平固定在桌面上,利用一根压缩的轻质弹簧来弹开滑块。请完成下列实验操作与分析。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)烧断细线,滑块被弹簧弹出后通过光电门A,继续运动一段距离停止在B点 测出挡光片的宽度d,滑块通过光电门的时间△t,则滑块通过A点的速度v=____________;再用刻度尺测出AB之间的距离L。若重力加速度为g,则滑块与木板间动摩擦因数________________。(用d、△t、L、g表示)
(2)将木板换成光滑水平导轨 其它装 ( http: / / www.21cnjy.com )置不变,来研究弹簧弹性势能与压缩量的关系。用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块通过光电门的时间△t,算出滑块通过光电门的速度v。重复以上操作,得到v与x的关系如图乙所示,由图可知,v与x成_________关系。由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的__________________成正比。
( http: / / www.21cnjy.com )
119.如图甲所示,通过实验测量正 ( http: / / www.21cnjy.com )方体铁块与长木板间的动摩擦因数.在水平桌面上放一块长木板,适当垫高木板的一端,让铁块从木板的顶端a由静止滑到底端b,铁块与b处的光滑弹性挡板相碰后被反弹到c时速度变为零.现用刻度尺量出木板的长度L,ac间的距离x.
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)要完成实验还需要用 ( http: / / www.21cnjy.com )刻度尺测量出_______________,根据测出的数据,若不考虑铁块的宽度和空气阻力的影响,则铁块与长木板间的动摩擦因数可表示为____________.(用测得的量的符号表示)
(2)为了提高实验的精度, ( http: / / www.21cnjy.com )需考虑铁块的宽度,图乙是进一步实验时用游标卡尺测量铁 块宽度的示意图,由图可知铁块的宽度为_________cm.
(3)以下能引起实验误差的是:________ (填选项序号)
A.铁块的质量
B.当地的重力加速度
C.铁块与挡板碰撞时有能量损失
D.测量长度时的读数误差
120.(5分)为了测定滑块与水 ( http: / / www.21cnjy.com )平桌面之间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时,滑槽固定于桌面右端,末端与桌子右端M对齐,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的P点;第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,测出末端N与桌子右端M的距离为L,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的Q点,已知重力加速度为g,不计空气阻力。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1).实验还需要测出的物理量是(用代号表示): 。
A.滑槽的高度h
B.桌子的高度H
C.O点到P点的距离d1
D.O点到Q点的距离d2
E.滑块的质量m
(2).写出动摩擦因数μ的表示式是μ= 。
参考答案
1.D
【解析】
试题分析:设绳子长度为l,根据牵连速度可知,,B物体的重力势能转化为两物体的动能,,可以得出,所以D项正确;A、B、C项错误。
考点:本题考查了牵连速度和功能关系
2.C
【解析】
试题分析:小球先做自由落体运动,当下落时,软绳恰好伸直,此时处于B点,设小球速度为v1,OB与水平方向的夹角为,根据动能定理,,当软绳恰伸直后,能量损失,小球将以做竖直平面内的圆周运动,摆动到最低点时速度为v3,根据动能定理,,绳对小球的拉力为F=mg+,联立以上各式解得F=.()
考点:自由落体运动和竖直平面圆周运动
3.D
【解析】
试题分析:由动能定理可知,物体动能减小量等于在粗糙段摩擦力做得功,故物体动能减小量与初速度无关,选项AB错误;因物体在粗糙段的加速度恒定,故物体初速度V0越大,在粗糙段运动的时间越短,根据可知,物体速度的减少量越小,选项C错误,D正确;故选D.
考点:动能定理;牛顿定律的应用.
4.AB
【解析】
试题分析:滑块B、C的初动能相等且 ( http: / / www.21cnjy.com )大于滑块A的初动能,在滑到底端的过程中,三个滑块重力做功相等,A、B滑下的路径相同,摩擦力做负功相等,C滑下的路径最长,摩擦力做负功最多,机械能减小的最多,B项正确;综上所述,B到底端的动能最大,A项正确;滑块A沿斜面做初速度为零的匀加速直线运动,滑块C一方面沿速度方向运动,另一方面沿斜面向下运动,C的实际运动是沿斜下方运动,所以D项错误;滑动摩擦力方向沿斜向上方向,滑块C沿斜面向下的分运动受到摩擦力的分力,所以A与C不同时到底端,C项错误;
考点:本题考查了运动的合成与分解
5.AD
【解析】
试题分析:每个工件滑上传送带后都遵循先匀加速直线运动然后和传送带一起匀速直线运动的规律,所以根据匀速直线运动的规律可知,传送带的速度为v=,A正确;工件匀加速运动的加速度为a=,设每个工件匀加速运动时间为t,根据运动学公式可知,t=,B错误;二者之间相对滑动的路程为,摩擦生热为Q=,C错误;传送带因传送一个工件多消耗的能量为E=,D正确。
考点:传送带问题
6.C
【解析】
试题分析:当物体刚接触到弹簧时,重力 ( http: / / www.21cnjy.com )大于弹力,物体做加速下降,随着弹簧的压缩,弹力逐渐变大,加速度逐渐减小,当弹力等于重力时物体的加速度为零,此时物体的速度最大,动能最大,故选项C正确.
考点:牛顿第二定律.
7.B
【解析】
试题分析:物体从D点滑动到顶点A过程中:-mg xAO-μmg xDB-μmgcosα xAB=-mv2
由几何关系cosα xAB=xOB,因而上式可以简化为:-mg xAO-μmg xDB-μmg xOB=-mv2
-mg xAO-μmg xDO=-mv2
从上式可以看出,到达顶点的动能与路径无关,故选B.
考点:动能定理.
8.BD
【解析】
试题分析:重力做负功重力势能增加,物体上升h过程中,重力所做的负功为,重力势能增加了,所以A项错误;物体所受的合外力为,合外力做功等于动能的变化量,合外力做功为,物体的动能增加了,所以B项正确;根据牛顿第二定律可以求出拉力,拉力做功为,所以C项错误;除重力弹力之外的力做功影响机械能的变化,拉力做功为,所以机械能增加了,D项正确。
考点:本题考查了功能关系
9.AB
【解析】
试题分析:运动员离开跳台时具有了一定的动能,动能是运动员做功产生的,所以A项正确;重力做功只与物体的初末位置高度差有关,运动员从初始位置到入水高度差为H,所以B项正确;根据动能定理求出空气阻力做功,,得出克服空气阻力做功为,所以C项错误;运动员在运动过程中有空气阻力在做负功,机械能不守恒,所以D项错误。
考点:本题考查了动能定理和功能关系
10.B
【解析】
试题分析:图象F-x的面积代表力做的功,在x轴上半部的面积为正功,在x轴下半部的面积为负功,从图象中可以计算出力做的总功为40J,由动能定理,可以计算出末速度为3m/s,所以B项正确;A、C、D项错误。
考点:本题考查了动能定理
11.C
【解析】
试题分析:根据动能定理,当外力变为2F时,摩擦力大小不变, ,所以A、B项错误;如果摩擦力也变为2f时,,所以,C项正确;D项错误。
考点:本题考查了动能定理
12.CD
【解析】
试题分析:根据动能定理得:EK2-EK1=Fxcosθ,则EK2=EK1-Fxcosθ,结合动能随位移变化的情况得:EK=50-Fcosθ x;图象的斜率,所以无法求出力F的大小和方向,故AB错误;加速度,所以加速度的大小为2.5m/s2,故C正确;力F的功率P=Fvcosθ=-2.5v,根据图象可知得出任意位置的动能,根据动能表达式求出速度大小,所以可以求出运动过程中在任意位置力F的功率,故D正确.故选CD.
考点:动能定理;功率.
13.BC
【解析】
试题分析:根据动能的公式:可知,质量不变,速度增大到原来的2倍,动能变为原来的4倍,选项A错误;速度不变,质量增大到原来的2倍,动能变为原来的2倍,选项B正确;质量减半,速度增大为原来的4倍,动能变为原来的8倍,选项C正确;速度减半,质量增大为原来的4倍,动能不变,选项D错误; 故选BC.
考点:动能
14.D
【解析】
试题分析:设斜面倾角为θ,物体与斜面的动摩擦因数为μ,则摩擦力的功为:,因Lcosθ等于斜面的底边长度,故物体沿两斜面滑动到底端过程中克服摩擦力做的功一样多,选项D正确。
考点:功.
15.AC
【解析】
试题分析:重力做功只与初末位置有关,而与实际路径无关,所以,重力对物体做的功为mgh,A正确;物体在海平面的重力势能为-mgh,B错误;根据动能定理,物体在海平面上的动能为,C正确;此过程机械能守恒,物体在海平面上的机械能为,D错误;故选AC。
考点:功能关系、机械能守恒、动能定理。
16.B
【解析】
试题分析:反应前的动能为0.5Me ( http: / / www.21cnjy.com )V,反应后的总动能为2×8.9MeV,故反应的过程中,产生的能量为△E=2×8.9MeV-0.5MeV=17.3MeV;根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2得,17.3×1.6×10-13J=△m×(3×108m/s)2,解之得△m=3.1×10-29kg,所以选项B正确。
考点:质能方程。
17.C
【解析】
试题分析:向下轻轻一推,物体刚好能匀速下滑,说明物体所受重力沿斜面向下的分力与滑动摩擦力恰好平衡:
①
当物体沿斜面向上运动时,物体的受力情况如图.
设物体沿斜面向下的加速度为a(选沿斜面向上为正方向),由牛顿第二定律得:
②
由①②得: ③
当物体沿斜面减速运动到最大路程时,速度为零,根据公式得:
,故选C。
考点:牛顿第二定律、匀变速直线运动规律。
18.AB
【解析】
试题分析:根据光电效应方程EK=-W逸可知,当EK=0,W逸= ,当=0,W逸=E,AB 对;入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为0,C错;入射光的频率为时,产生的光电子的最大初动能为E,D错。
考点:光电效应
19.AC
【解析】
试题分析:从粒子的运动轨迹可以看出,粒 ( http: / / www.21cnjy.com )子靠近正点电荷,故粒子带负电,A正确;先靠近后远离,而离点电荷近的地方电场强度大,所以粒子的加速度先变大后减小,而靠近过程中电场力做正功,远离过程中电场力做负功,则电势能先减小后增大,动能先增大后减小,故C正确BD错误;
考点:考查了带电粒子在电场中的运动
20.C
【解析】
试题分析:因为该电场不是匀强电场,所以电势不是均匀降落,而电场强度大的地方,电势降落的快,故,AB错误;过程中只有电场力做功,根据动能定理可得,解得,故C正确D错误
考点:考查了电势差,动能定律
21.A
【解析】
试题分析:根据动能定理,带电粒子从a点到b点的过程:,解得,故选A.
考点:动能定理的应用.
22.C
【解析】
试题分析:过程中只有电场力做功,所以根据动能定理可得,因为两极板间的电压不变,所以电场力做功不变,故电子到达B板的速率不变,根据牛顿第二定律,故两板间距越大,粒子的加速度越小,因为,所以粒子的加速时间越长,C正确;
考点:考查了带电粒子在电场中的运动
23.C
【解析】
试题分析:因为人站在扶梯上匀速上 ( http: / / www.21cnjy.com )升,而重力的方向是向下的,所以重力对人做负功,选项A正确;支持力的方向是向上的,故支持力对人做正功,选项B正确;而因为人做匀速直线运动,故他不受摩擦力的作用,所以摩擦力对人不做功,选项C错误,所以C符合题意;因为人的动能不变,即动能的变化量为0,所以合外力对人做功为零,选项D正确。
考点:功的概念。
24.A
【解析】
试题分析:由于该小孩沿粗糙的滑梯加速滑下,在滑下时受到摩擦力的作用,故重力势能减小,动能增加,机械能减小,选项A正确。
考点:机械能守恒的条件。
25.AC
【解析】
试题分析:小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为W=F×(PB-PC)=50N×(m—0.1m)=20J,故选项A正确;因为小球由B到C时,重力做的负功为W′=mgh=20N×0.3m=6J,故根据动能定理可知,小球到C点时的动能的增加量不为0,而小球在B点时的动能为0,故小球B到C点时的动能不为0,故在C点仍有一定的速度,选项B错误;当绳与轨道相切时,球B的速度只沿绳子的方向,故此时球B与球A的速度大小相等,如下图所示,故由三角形知识可得:sin∠OPB=,所以选项C正确;因为球B在C位置的动能为20J-6J=14J,重力势能为6J,故小球B从地面拉到P的正下方时小球B的机械能增加了14J+6J=20J,故选项D错误。
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考点:动能定理,功能关系等。
26.D
【解析】
试题分析:负电荷在电场力 ( http: / / www.21cnjy.com )作用下做曲线运动,电场力与等势面垂直,且指向曲线的内侧;根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知,电场线向上.因顺着电场线电势降低,故c点电势最高,故A错误;负电荷在电势高处电势能小,知道P点电势能大,故B错误;只有电场力做功,电势能和动能之和守恒,故带电质点在P点的动能与电势能之和等于在Q点的动能与电势能之和,故C错误;带电质点在R点的受力方向沿着电场线的切线方向,电场线与等势面垂直,故质点在R点的加速度方向与等势面垂直,故D正确;故选D
考点:等势面;电场线;曲线运动.
27.BD
【解析】
试题分析:物体沿斜面可能加速下滑,匀速下 ( http: / / www.21cnjy.com )滑,也可能减速下滑,故动能的变化无法确定,选项A错误;当F=f时,即除重力以外的其它力做功为零,则物体的机械能守恒,选项B正确;根据动能定理,力F、重力以及摩擦力做的总功等于其动能的变化,选项C错误;因除重力以外的其它力做功等于机械能的变化量,故拉力与摩擦力做的总功等于其机械能的变化,选项D正确;故选BD.
考点:机械能守恒定律.
28.D
【解析】
试题分析:因φ-x图象的斜率表示 ( http: / / www.21cnjy.com )电场强度,沿电场方向电势降低,因而在x=0的左侧,电场向左,且为匀强电场,故A 错误;由与离子带负电,粒子的加速度在x=0左侧加速度为正值,在x=0右侧加速度为负值,且大小不变,故B错误;在x=0左侧粒子向右匀加速,在x=0的右侧向右做匀减速运动,速度与位移不成正比,故C错误;在x=0左侧粒子根据动能定理qEx=Ek2,在x=0的右侧,根据动能定理可得
-qEx=Ek′-Ek,故D正确。故选D.
考点:电场强度;电势;动能定理.
29.D
【解析】
试题分析:汽车在桥面的最低点,根据牛顿第二定律可得:,解得F=
选项D正确.
考点:牛顿第二定律
30.D
【解析】
试题分析:滑块在斜面上运动过程中 ( http: / / www.21cnjy.com ),由于存在摩擦力,机械能不断减小,经过同一点时下滑的速度小于上滑的速度,根据速度图象的“面积”等于位移,两个过程的位移大小相等,可知,下滑时间大于上滑时间.所以A错误.由于下滑时间大于上滑时间.故B错误.物块的重力势能:EP=mgh=mgx sinθ,可知重力势能与x之间的关系是线性关系.故C错误.由于物体克服摩擦力做功,其机械能不断减小.克服摩擦力做的功:Wf=μmgcosθ x,是位移x的线性函数,所以机械能也是位移的线性函数.故D正确.故选D。
考点:牛顿第二定律;能量守恒定律;物理图像。
31.BCD
【解析】
试题分析:由于弹簧对铁球 ( http: / / www.21cnjy.com )做负功,因此铁球的机械能减少,A错误;即铁球的动能和势能之和减小,B正确;若将铁球与弹簧组成一个系统,则整个系统机械能守恒,即重力势能,动能和弹簧的弹性势能之和保持不变,下落过程中,由于重力势能逐渐减小,因此铁球的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大,C正确;而小球在下落过程中。速度先增加后减小,因此铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先变小后变大,D正确。
考点:机械能守恒定律
32.C
【解析】
试题分析:根据动能的表达式:,因此当速度达到2v时,动能,因此C正确,ABD错误。
考点:动能
33.C
【解析】
试题分析:加速度可以为负值,负值表示加速度的方向与规定的正方向相反,A错误;功可以为负值,负功表示克服该力做功,B错误;动能表达式,不可能出现负值,C正确;重力势能可为负值,表示物体力处的位置在参考面之下,D错误。
考点:基础概念的理解
34.B
【解析】
试题分析:小球下落过程中,仅有重力做功,机械能守恒,两球释放位置等高,且质量相等,所以具有相同的机械能,故A正确;到最低点A球减少的重力势能较大,所以A球的动能大于B球的动能,故B错误;因为竖直速度为零,所以重力对A球的瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率,均为零,故C正确;从水平位置到最低点,,因为在最低点,所以拉力均为3mg,故D正确;故选B。
考点:机械能守恒定律;牛顿第二定律.
35.D
【解析】
试题分析:小球下落过程中,小球 ( http: / / www.21cnjy.com )的动能、重力势能以及弹簧的弹性势能之和守恒,选项A错误;小球向下做变速运动,重力势能mgh的变化随时间不是均匀减小,选项B错误;当小球重力等于弹力时小球速度最大,动能最大,这个位置在BC间某一点,选项C错误;由能量关系可知,到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,选项D正确。
考点:机械能守恒定律
36.A
【解析】
试题分析:因c是ab中点,则若设从b到c的时间为t,则,解得,则它从c经b再回到c需要时间为2t=,故选A.
考点:匀变速直线运动的规律.
37.B
【解析】
试题分析:因为小球在C时重力等 ( http: / / www.21cnjy.com )于弹力,故此时小球的速度最大,此时的动能最大,而B处的速度不是最大,故B处的动能也不最大,所以A的说法正确,B的说法错误;小球从A→C位置,重力势减小,动能增大,弹簧的弹性势能也增大,减小的重力势能等于动能与弹性势能的增加量之和,故选项C的说法正确;而A与D位置的小球动能都是0,A处是重力势能,D处是弹簧的弹性势能,故从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加,选项D的说法正确,该题是让选不正确的,故B符合题意。2-1-c-n-j-y
考点:机械能之间的转化与守恒。
38.B
【解析】
试题分析:因为物体在桌面上时的机械能为,物体下落时,机械能是守恒的,故物体在A点时的机械能与桌面上的机械能相等,故选项B正确。
考点:机械能守恒。
39.D
【解析】
试题分析:因为动能的表达式为mv2,故质量不变,速度变为原来的3倍时,动能变为原来的9倍,选项A错误;质量和速度都变为原来的3倍时,动能变为原来的27倍,选项B错误;质量变为原来的3倍,速度变为原来的1/3时,动能变为原来的1/3,选项C错误;当质量变为原来的1/3,速度变为原来的3倍时,动能变为原来的3倍,故选项D正确。
考点:动能的概念。
40.AD
【解析】
试题分析:小球从P到B的运动过程中重力做功:WG=mgh=mgR,选项A正确;在B点时:,解得则此过程中,机械能的减小量为:,所以克服摩擦力做功0.5mgR,选项B错误,D正确;合外力做功等于动能增量,等于,选项C错误;故选AD.
考点:功;动能定理.
41.B
【解析】
试题分析:运动员的重力做功为W重=-mgh ,选项A错误;运动员机械能增量为mv2+mgh,选项B正确;根据动能定理,运动员的动能增加量,选项C错误;运动员自身做功为,选项D错误;故选B.
考点:动能定理;
42.AD
【解析】
试题分析:由动能定理可知,子弹对木块做的功等于木块动能的增加量,选项A正确,C错误;由动能定理可知,子弹克服阻力做的功等于子弹动能的变化量,由能量守恒定律可知,故选项B错误,D正确。故选AD.
考点:动能定理;能量守恒定律.
43.B
【解析】
试题分析:小球A下降h过程,根据动能定理,有
小球B下降过程,由动能定理有 ,解得:,故选B.
考点:牛顿第二定律、胡克定律、动能定理。
44.BD
【解析】
试题分析:物体的重力势能增加了,选项A错误;由牛顿定律可知:,解得,故机械能损失了,选项B正确;由动能定理可知,动能损失为:,选项C错误;合外力做功为,选项D正确;故选BD.
考点:动能定理;牛顿第二定律.
45.BD
【解析】
试题分析:当小物块上升到最高点时,两者的速度相同,在水平方向上小物块与斜面组成的系统动量守恒,因为各个接触面都是光滑的,所以机械能也守恒,规定向右为正方向,根据动量守恒定律可得:,A错误,B正确;根据机械能守恒定律可得:;C错误,D正确。
考点:考查了机械能守恒,动量守恒定律的应用
46.A
【解析】
试题分析:当小车固定时,物体运动过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中重力和摩擦力做功,最终物体静止,则物体的重力势能完全转化为内能,当小车不固定时,小车和物体组成的系统动量守恒,初动量为零,故系统的末动量也为零,假设物块不会从车上滑下来,根据系统水平方向动量守恒可知最终小车和物块均静止,小球的重力势能完全转化为克服摩擦力而产生的内能,两种情况下克服摩擦力做功相同,故物体仍滑到小车上的C点停住,A正确BC错误;因为小车和物体的质量关系未知,所以不能判断速度关系,故也不能判断 两者的位移大小关系,D错误;
考点:考查了动量守恒定律的应用
47.C
【解析】
试题分析:物体运动过程中摩擦力做负功,重力做正功,由动能定理可得:,因为,所以,故到达B点的速度与倾斜轨道的倾角无关,所以,故C正确.
考点:考查了动能定理的应用
48.C
【解析】
试题分析:若小物块上升过程中只受重力,则加速度,所以还有其他力作用并且做功,所以其机械能不守恒,A错误;设物块受到的阻力为f,则根据牛顿第二定律可得,故,故根据动能定理可得,解得,B错误C正确;小物块上滑过程中克服阻力做功,D正确。
考点:考查了功能关系,动能定理
49.B
【解析】
试题分析:从A到B由动能定理可知;,故,选项B正确;电场力做正功,电势能减小,故小球在B点的电势能一定小于在A点的电势能,选项A错误;若电场是匀强电场,电场力恒定,到达B点时小球速度仍为v0,故小球做匀速直线运动,电场力与重力、支持力的合力为零.小球的重力沿斜面向下的分力为mgsinθ一定,则当电场力沿斜面向上,大小为F=mgsinθ时,电场力最小,场强最小,又电场力F=Eq,则该电场的场强的最小值一定是.故C错误;若该电场是由放置在C点的点电荷Q产生,若θ为45°,则AB两点的电势相等,电荷在AB两点的电势能相等,故选项D错误;故选B.
考点:动能定理;物体的平衡.
50.C
【解析】根据动能定理可得P点动能,经过N点时,半径方向的合力提供向心力,可得,所以N点动能为,从P点到N点根据动能定理可得,即摩擦力做功。质点运动过程,半径方向的合力提供向心力即,根据左右对称,在同一高度,由于摩擦力做功导致右半幅的速度小,轨道弹力变小,滑动摩擦力变小,所以摩擦力做功变小,那么从N到Q,根据动能定理,Q点动能,由于,所以Q点速度仍然没有减小到0,仍会继续向上运动一段距离,对照选项C对。
【考点定位】功能关系
【方法技巧】动能定理分析摩擦力做功是基础,对于滑动摩擦力一定要注意压力的变化,最大的误区是根据对称性误认为左右两部分摩擦力做功相等。
51.ACD
【解析】根据动能定理:,解得vC=0,所以小球先加速,后减速运动,故A、C正确;小球做圆周运动在B点有向心加速度,故B错误;在C点时,因为速度为0,所以向心力为零,即指向圆心方向的合力为0,沿切线方向的合力,所以在C点的加速度为,故D正确。
【考点定位】动能定理;牛顿第二定律;圆周运动
52.AD
【解析】
试题分析:经过P点的动能为,解得vy=,选项A正确;此过程中物体下降的高度,选项B错误;物体运动的时间,此过程中物体的水平位移为,选项C错误;此过程中物体运动的平均速度为:,选项D正确。故选AD.
考点:平抛物体的运动;平均速度.
53.C
【解析】
试题分析:从图像可以知道,轴正方向上点场强沿着轴正方向,场强大小是先变大再变小之后按照周期性变化,轴负方向个点场强方向沿着轴负方向,为匀强电场,点电荷从坐标原点出发,在轴正方向其加速度先增大后减小,周期性变化,所以速度不是均匀变化的。在轴负方向上,场强不变,所以加速不变,在轴左侧做匀变速直线运动,速度是均匀变化的,故选项AB都是错误的。根据动能定理,电荷由O点与和O点与都有:,故:,故选项C正确;根据能量守恒,电荷在运动过程中只涉及到动能和电势能,所以在运动过程中动能和电势能之和保持不变,动能最小则电势能就最大,故点电荷到达位置速度第一次为零,在位置第二次速度为零,在,位置电势能最大,故选项D错误。所以本题正确选项为C。
54.BC
【解析】a球从N点静止释放后,受重力mg ( http: / / www.21cnjy.com )、b球的库仑斥力FC和槽的弹力N作用,a球在从N到Q的过程中,mg与FC的夹角θ逐渐减小,不妨先假设FC的大小不变,随着θ的减小mg与FC的合力F将逐渐增大,况且,由库仑定律和图中几何关系可知,随着θ的减小FC逐渐增大,因此F一直增加,故选项A错误;在a球在从N到Q的过程中,a、b两小球距离逐渐变小,电场力一直做负功,电势能一直增加,故选项C正确;显然在从P到Q的过程中,根据能的转化与守恒可知,其电势能增加量等于其机械能的减少量,b球在Q点时的重力势能大于其在P点时的重力势能,因此该过程中动能一定在减少,且其减少量一定等于其电