时间:2019-03-15 17:38:25
1、计算题 （10分）如图所示，在高度差h="0.5" m的平行虚线范围内，有磁感强度B="0.5" T、方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场，正方形线框abcd的质量m="0.1" kg、边长L="0.5" m、电阻R=0.5
，线框平面与竖直平面平行，静止在位置“I”时，cd边跟磁场下边缘有一段距离。现用一竖直向上的恒力F="4.0" N向上提线框，该框由位置“I”无初速度开始向上运动，穿过磁场区，最后到达位置“II”（ab边恰好出磁场），线框平面在运动中保持与磁场方向垂直，且cd边保持水平。设cd边刚进入磁场时，线框恰好开始做匀速运动。g取10 
，求：
（1）线框进入磁场前距磁场下边界的距离H；
（2）线框由位置“I”到位置“II”的过程中，恒力F做的功是多少？线框内产生的热量又是多少？
参考答案：（1）
（2）
本题解析：（1）在恒力作用下，线圈开始向上做匀加速直线运动，设线圈的加速度为
，据牛顿第二定律有：
解得
（1分）
从线圈进入磁场开始做匀速运动，速度为
，则：
边产生的感应电动势为
（1分）
线框中产生的感应电流为
（1分）
线框所受的安培力为
（1分）
因线框做匀速运动，则有
（1分）
联立上述几式，可解得
m/s（1分）
由
解得
m（1分）
（2）恒力F做的功
J（1分）
从边进入磁场到
边离开磁场的过程中，拉力所做的功等于线框增加的重力势能和产生的热量Q，即
（1分）
解得：
（1分）
或
考点：功能关系，动能定理
本题难度：一般
2、实验题 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：
（1）为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是___________
A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
（2）为了减小实验误差，钩码的质量应___________（填“远大于”、“远小于”或“等于”）小车的质量；每次改变小车质量（或钩码质量）时，___________（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。
（3）某同学在平衡摩擦力时把木板的一端垫得过高，所得的a－F图像为下图中的________；
（4）本实验所采用的科学方法是：__________________
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
参考答案：（1）C（2）远小于，不需要（3）C（4）C
本题解析：（1）实验过程中可利用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力，具体操作为将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，故C正确
（2）设小车的总质量为
，钩码的总质量为
，根据牛顿第二定律得：
对：
，对：
解得：
，要使
，则需要
，即小车的总质量远远于大钩码的总质量
当摩擦力平衡时满足
，即
，所以只需要角度满足关系式即可，与质量无关，所以当质量发生变化时，不需要重新平衡摩擦力
（3）平衡摩擦力过度，重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，则在不挂钩码的情况下，小车就有了一定的加速度，故选C
（4）本实验需要控制质量不变，研究加速度与外力的关系，控制外力不变，研究加速度与质量的关系，故方法为控制变量法，所以选C
考点：“探究加速度与力、质量的关系”实验
本题难度：一般
3、选择题 有一质量为m=2kg的物体静止于光滑水平面上，它同时受到三个大小分别为F1=2N、F2=4N、F3=8N的水平力作用后，加速度可能是
A．0.5m/s2
B．2m/s2
C．4m/s2
D．8m/s2
参考答案：BC
本题解析：三个力的方向未知，故
与
的合力为
，三个力的合力范围为
；由牛顿第二定律
可得加速度的范围：
，满足在范围内的加速度大小为B、C项；故选BC.
考点：本题考查了力的合成、牛顿第二定律。
本题难度：一般
4、选择题 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0 kg的建筑工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度竖直加速拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则建筑工人对绳子的拉力F1及对地面的压力F2大小分别为(g取10 m/s2) ( )
A．F1=200N
B．F1=210N
C．F2="490" N
D．F2=700N
参考答案：BC
本题解析：对物体受力分析，物体受到绳子的拉力和重力作用，做匀加速直线运动，所以根据牛顿第二定律可得：
，解得
，对人受力分析，受到绳子向上的拉力，地面的支持力，重力，人处于静止状态，合力为零，所以有
，解得
，故人对地面的压力
，故BC正确；
考点：考查了牛顿第二定律与共点力平衡条件的应用
本题难度：一般
5、计算题 如图所示，斜面倾角为θ，在斜面底端垂直斜面固定一挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，质量为M＝1.0 kg的木板与轻弹簧接触但不拴接，弹簧与斜面平行且为原长，在木板右上端放一质量为m＝2. 0 kg的小金属块，金属块与木板间的动摩擦因数为μ1＝0.75，木板与斜面粗糙部分间的动摩擦因数为μ2＝0.25，系统处于静止状态．小金属块突然获得一个大小为v1＝5.3 m/s、方向平行斜面向下的速度，沿木板向下运动．当弹簧被压缩x＝0.5 m到P点时，金属块与木板刚好达到相对静止，且此后运动过程中，两者一直没有发生相对运动．设金属块从开始运动到与木块达到相同速度共用时间t＝0.75 s，之后木板压缩弹簧至最短，然后木板向上运动，弹簧弹开木板，弹簧始终处于弹性限度内，已知sin θ＝0.28、cos θ＝0.96，g取10 m/s2，结果保留二位有效数字．
(1)求木板开始运动瞬间的加速度；
(2)求弹簧被压缩到P点时的弹性势能是多少？
(3)假设木板在由P点压缩弹簧到弹回到P点过程中不受斜面摩擦力作用，木板离开弹簧后沿斜面向上滑行的距离？
参考答案：（1）10 m/s2，沿斜面向下（2）3.0 J（3）s＝0.077 m
本题解析：(1)对金属块，由牛顿第二定律可知加速度大小为
a＝μ1gcos θ－gsin θ＝4.4 m/s2，沿斜面向上(1分)
木板受到金属块的滑动摩擦力F1＝μ1mgcos θ＝14.4 N，沿斜面向下(1分)
木板受到斜面的滑动摩擦力
F2＝μ2(M＋m)gcos θ＝7.2 N，沿斜面向上(1分)
木板开始运动瞬间的加速度a0＝
＝10 m/s2，沿斜面向下(1分)
(2)设金属块和木板达到共同速度为v2，对金属块，应用速度公式有v2＝v1－at＝2.0 m/s(1分)
在此过程中分析木板，设弹簧对木板做功为W，其余力做功为Ma0x，
对木板运用动能定理得：Ma0x＋W＝
(1分)
解得W＝－3.0 J，说明此时弹簧的弹性势能Ep＝3.0 J(1分)
(3)金属块和木板达到共速后压缩弹簧，速度减小为0后反向弹回，设弹簧恢复原长时木板和金属块的速度为v3，在此过程中对木板和金属块，由能量的转化和守恒得：
Ep－(F2＋Mgsin θ＋mgsin θ)x＝
(M＋m)
－(M＋m)
(2分)
木板离开弹簧后，设滑行距离为s，由动能定理得：
－(M＋m)g(μ2cos θ＋sin θ)s＝－ (M＋m)(2分)
解得s＝0.077 m(1分)
考点：考查了动能定理，能量守恒定律，牛顿第二定律，运动学公式
本题难度：困难