时间:2020-08-15 23:36:07
1、简答题 如图所示，水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分，M点左侧地面粗糙，与B球间的动摩擦因数为μ=0.5，右侧光滑．MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场．在O点用长为R=0.5m的轻质绝缘细绳，拴一个质量mA=0.04kg，带电量为q=+2×10-4C的小球A，在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动，小球A运动到最低点时与地面刚好不接触．处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B接触但不粘连，B球的质量mB=0.02kg，此时B球刚好位于M点．现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点，弹簧仍在弹性限度内且此时弹簧的弹性势能EP=0.26J，MP之间的距离为L=10cm，当撤去推力后，B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点），碰撞前后电荷量保持不变，碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=1.3×104N/C，电场方向不变．求：（取g=10m/s2）
（1）A、B两球在碰撞前匀强电场的大小和方向；
（2）A、B两球在碰撞后瞬间整体C的速度大小及绳子拉力大小；
（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小．
参考答案：（1）要使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，必须满足
F电=Eq=mAg
所以E=mAgq=2×103N/C
方向竖直向上
（2）设小球B运动到M点时速度为vB，由功能关系得
EP-μmBgL=12mBv2B
vB=5m/s
两球碰后结合为C，设C的速度为v1，由动量守恒定律得
mAv-mBvB=mCv1
v1=5m/s
电场变化后，因E"q-mCg=2N
mcv21R=3N
mcv21R＞(E′q-mcg)
所以F1-mCg+E′q=mCv21R
则F2=1N
（3）设到最高点时速度为v2
由动能定理得：12mCv22-12mCv21=E′q2R-mCg2R
在最高点由牛顿运动定律得：F2+mCg-E′q=mcv22R
求得F2=13N
答：（1）A、B两球在碰撞前匀强电场的大小为2×103N/C，方向竖直向上；
（2）A、B两球在碰撞后瞬间整体C的速度大小为5m/s，绳子拉力大小为1N；
（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小为13N．
本题解析：
本题难度：一般
2、实验题 （8分）在用如图所示的装置做“探究动能定理”的实验时，为了计算方便和简化操作，下列说法正确的是?
A．实验中所用橡皮筋的规格（长度、
粗细、材料等）要相同
B．实验中所用橡皮筋的规格（长度、
粗细、材料等）可以不相同
C．通过改变小车的质量改变拉力做功的数值
D．在小车每次都从同一位置释放的前提下，通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
E．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值
F．需要通过打点计时器打下的纸带来计算小车加速过程中运动的距离
G．需要通过打点计时器打下的纸带来计算小车加速过程中获得的最大速度的大小
H．需要通过打点计时器打下的纸带来计算小车加速过程中获得的平均速度的大小
I．需要将长木板适当倾斜，以平衡小车运动过程中受到的阻力
参考答案：（8分）ADGI（每选对一项得2分；每选错一项倒扣
分，最低得0分）
本题解析：
分析：小车在水平的平面上被橡皮筋拉动做功，导致小车的动能发生变化．小车的速度由纸带上打点来计算，从而能求出小车的动能变化．每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，然后通过列表描点作图探究出功与动能变化的关系．
解：实验中每根橡皮筋做功均是一样的，所以所用橡皮筋必须相同，且伸长的长度也相同．所以选项AD正确；
由于小车在橡皮筋的作用下而运动，橡皮筋对小车做的功与使小车能获得的最大速度有关，所以选项G正确；
小车在水平面运动时，由于受到摩擦阻力导致小车速度在变化．所以适当倾斜以平衡摩擦力．小车所能获得动能完全来于橡皮筋做的功．故选项I正确；
故选ADGI
本题难度：简单
3、填空题 质量为10kg的物体以10m/s的初速度在水平路面上滑行了20m后停下，在这个过程中，物体动能减少了?J，物体与水平面间的动摩擦因数为?。
参考答案：500，0.25
本题解析：物体从10m/s的速度变为静止，所以动能减小了
，过程中只有摩擦力做功，所以根据动能定理可得：
，解得
点评：基础题，很简单，关键是对公式的正确掌握
本题难度：一般
4、简答题 如图所示，水平放置的两平行金属板长为L，间距为d，板间电压为U，一束电子均以速度v平行金属板射入电场中，欲使所有电子都不从板间飞出，则两板电压U至少为多少？（电子电量为e，质量为m）
参考答案：当电子在电场中沿垂直于极板的方向偏转的距离大于板间距离d时，所有电子都不从板间飞出．即有y≥d．
电子在电场中做类平抛运动，则
? 水平方向：t=Lv
? 竖直方向：a=eUmd，y=12at2
联立得，U≥2md2v2eL2
答：两板电压U至少为2md2v2eL2．
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，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（ ）
A．三个等势面中，a的电势最高
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?点的加速度方向与等势面垂直
参考答案：A、负电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧；作出电场线，根据轨迹弯曲的方向和负电荷可知，电场线向上．故c点电势最高，故A错误；
B、利用推论：负电荷在电势高处电势能小，知道P点电势能大，故B错误；
C、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；
D、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．
本题解析：
本题难度：简单