【详解】A. 在“探究动能定理”的实验中,因为橡皮筋做功的具体值无法测量,故通过改变橡皮筋的根数来改变拉力做功的数值,故A错误。
B.合力与分力作用效果相同,采用科学方法是等效替代法,故B正确。
C. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,因为弹簧伸长量不容易测量,最好用直尺直接测量弹簧的长度,故C错误。
D. 库仑定律是实验定律,故D正确。
14.利用打点计时器探究小车的速度随时间变化的规律。其中交变电流的频率为50 Hz,如
图给出了该次实验中,从A点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中A、B、C、D、E、
F、G都为计数点。测得各计数点到A点的距离分别为:d1=1.40 cm,d2=3.29 cm,d3=5.69 cm,d4=8.59 cm,d5=12.00 cm,d6=15.90 cm。
(1)在打计数点F时,小车运动的瞬时速度为vF=_____m/s,小车的加速度大小为a=____m/s2。(本小题计算结果数值均保留两位有效数字)
的
9
(2)如果当时电网中交变电流的电压略偏小,但仍然稳定(频率不变)。而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 【答案】 (1). 0.37 (2). 0.50 (3). 不变 【解析】
【详解】(1)[1] 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度
vF?d6?d415.90?8.59??10?2m/s?0.37m/s 2T0.2d6?d3?d32?0.50m/s
9T2[2] 根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:
a?(2)[3]电网电压变化,频率不变,并不改变打点的周期,故测量值与实际值相比不变。
三、计算题(本题共4小题,共40分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
15.电场中某区域的电场线如图所示,A、B是电场中的两点,一个电荷量q=+2.0×10C的点电荷在A点所受电场力FA=3.0×10N,在仅受电场力的作用下,将该点电荷从A点移到B点,电场力做功W=6.0×10J,求:(1)A点电场强度的大小EA;(2)A、B两点间的电势差UAB.
?7
?4
?8
【答案】(1)1.5?104N/C (2)30V 【解析】
【详解】解:(1)由E=F可得qA点的电场强度大小为
FA3.0?10?4N4EA=??1.5?10N/C ?8q2.0?10CWW6.0?10?7J??30V (2)由U?可得AB两点间的电势差为UAB?qq2.0?10?8C
16.如图所示,带电荷量为Q的正点电荷固定在倾角为30°的光滑绝缘斜面底部的C点,斜面上有A、B两点,且A、B和C在同一直线上,A和C相距为L,B为AC中点.现将一带电小球从A点由静止释放,当带电小球运动到B点时速度恰好为零.已知带电小球在A点处的加速度大小为
g,静电力常量为k,求: 4
(1)小球运动到B点时的加速度大小; (2)B和A两点间的电势差(用Q和L表示). 【答案】(1) aB?【解析】
详解】(1)根据牛顿第二定律和库仑定律得: 带电小球在A点时有:
1kQg(2) UBA? 2Lmgsin 30??k可得:
Qqg?ma=m?……① AL2410
k带电小球在B点时有:
Qqg?m……② L24kQq?L????2?2?mgsin 30??maB……③
联立①②③可解得:
aB?(2)由A点到B点应用动能定理得:
g 2mgsin 30??联立②④可求得:
L?qUBA?0……④ 2kQ LUBA?
17.在一个水平面上建立x轴,在过原点O垂直于x轴的平面的右侧空间有一个匀强电场,场强大小E=6.0×105 N/C,方向与x轴正方向相同。在O处放一个电荷量q=-5.0×10-8 C,质量m=1.0×10 kg的绝缘物块。物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2.0 m/s,如图所示。(g取10 m/s2)试求:
-2
(1)物块向右运动的最大距离; (2)物块最终停止的位置。 【答案】(1)0.4m(2)0.2m 【解析】 【分析】
先求出滑动摩擦力和电场力,通过比较,判断出物体的运动规律;然后对向右的减速过程和向左的总过程运用动能定理列式求解,得出物体的运动轨迹最终停止的位置。
【详解】(1)物体受到的电场力为:F=Eq=6×105×5×10-8=0.03N,方向水平向左。物体受到的摩擦力为:f=μmg=0.2×0.01×10=0.02N;F>f;物块先向右减速运动,再向左加速运
11
动,越过O点进入无电场区域后,再减速运动直到停止。设物块到达最右端的坐标为x1 m,对O→x1 m处,由动能定理得:-F?x1-f?x1=0-
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mv0 2即:0.03x1+0.02x1=解得:x1=0.4m
1×0.01×4 2(2)设物块最终停止的位置坐标为-x2 m,对O→-x2 m处,由动能定理得: -2f?x1-f?x2=0-
12
mv0 21×0.01×4 2即:2×0.02×0.4+0.02x2=得:x2=0.2m 即物块停在0.2m处.
18.如图所示,两平行金属板A、B长为L=8 cm,两板间距离d=8 cm,A板比B板电势高,且两板间电压大小为U=300 V,一带正电的粒子电荷量为q=1.0×10
-20
-10
C、质量为m=1.0×10
kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度v0=2.0×106 m/s,粒子飞出电场后
经过界面MN、PS间的无电场区域,然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面MN、PS相距为s1=12 cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,距离界面PS为s2=9 cm,粒子穿过界面PS做匀速圆周运动,最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,粒子的重力不计)
(1)在图上粗略画出粒子的运动轨迹;
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