【答案】AB
【解析】将M、N当作整体,则由牛顿第二定律:隔离物体M:
,解得μ=0.1,选项A正确;
,解得f1MN=1N,则木块M和N之间的最大静摩擦力可能是fMN=2.5N,
,其中F=2Tcos300,则FN=(10+)N,
选项B正确;木块M对木块N的压力大小为
选项C错误; 当看成整体时,无论θ变小,还是变大,拉动M、N一起匀速运动所需拉力仍等于6N,故D错误;故选AB。
点睛:整体法和隔离法是动力学问题常用的解题方法,整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法.在力学中,就是把几个物体视为一个整体,作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力(外力),不考虑整体内部之间的相互作用力.
8. 如图所示,质量均为m的a、b、c、d四个带电小球,其中,a、b、c三个完全相同的小球的带电量值均为q(电性未知),且位于光滑绝缘的水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三个小球等分整个圆周.带电量值为10q(电性未知)的小球d位于O点的正上方 R处,且在外力作用下恰好处于静止状态.重力加速度为g,静电力常量为k.则下列说法中正确的是( )
A. a、b、c、d四个小球带电量的总和可能为- 7q B. 外力的大小为
+ mg,方向竖直向上
C. 小球a的角速度为
D. 小球b的动能为【答案】ABC
【解析】a、b、c三个完全相同的小球绕O点做半径为R的匀速圆周运动,可知三个小球带的电性与d球相反,则a、b、c三个小球可能各带+q的电荷,d带-10q的电量,总电量为-7q,
选项A正确;三个小球与d点连线与竖直方向的夹角;对d球受力分析,由平
衡知识可知:,方向竖直向上,选项B正确;对球a:
,解得 ,选项C正确;小球b的动能为
,选项D错误;故选ABC.
点睛:本题与圆锥摆类似,关键要正确分析四个小球受力,确定向心力的来源是关键.运用牛顿第二定律和平衡条件研究. 二、实验题
9. 如图甲所示,一轻质弹簧的左端水平固定于某一深度为h且开口向右的小圆筒中,轻质弹簧的原长小于h,由于小圆筒的内径较小,实验所使用长度测量的工具只能测量露出筒外弹簧的长度L.但现要测量弹簧的原长和弹簧的劲度系数,该同学通过改变L,测出对应的弹力F,作出F-L图象如图乙所示,那么,弹簧在小圆筒外的长度L与受到的外力F____(选填“成正比”、“不成正比”)弹簧的劲度系数为 ___,弹簧的原长为____
【答案】 (1). 不成正比; (2). ; (3). ;
【解析】因L大于弹簧的伸长量,可知弹簧在小圆筒外的长度L与受到的外力F不成正比;根据胡克定律F与l的关系式为:F=k(L+h-L0)=kL+k(h-L0),从图象中可得当F对应的大小分别是a与b时,弹簧的长度分别是c和d;故弹簧的劲度系数为:k=L0=
.
;
10. 某同学设计了用如图所示的电路,来测量电源的电动势E和内阻r,图中两个电流表A1、A2完全相同,定值电阻阻值为R0.则:
(1)闭合开关S0之前,先将电阻箱接入电路的阻值调到 ___(选填“最大”或“最小”),再闭合开关S0,闭合关开Sl,然后,调节电阻箱的阻值,使电流表A2的指针偏转较大(接近满偏),读出电流表A2的电流值和这时电阻箱的阻值R1;断开开关Sl,调节电阻箱的阻值,使电流表A2的示数再次为I0,记下这时电阻箱的阻值R2,则电流表A1的阻值为______
(2)闭合开关S0、S2,断开开关S1,依次调节电阻箱的阻值,记录每次调节后电阻箱的阻值R和电流表A1的示数I根据记录的R、I,作出IR-I图像,则图像可能是______
(3)若根据(2)题记录的R、I,作出 -R图像,通过对图像的处理,得到图像与纵轴的截距为a,图像的斜率为b,则电源的电动势E=____,电源的内阻r= ________ 【答案】 (1). 最大; (2).
(3). D (4). (5).
【解析】(1)为了防止电路中的电流过大,闭合电键S1之前,应将电阻箱接入电路的电阻调到最大,根据等效替代可知,电流表A1的内阻为R1-R2。
(2)由闭合电路欧姆定律得E=I(R+RA1+R0+r),得到IR=E-I(r+R0+RA1),可见D项正确。 (3)由E=I(R+RA1+R0+r)得:
=a,得r=-R0-(R1-R2)=+R2-R0-R1。
点睛:本题考查测量电动势和内电阻的实验,知道实验原理是正确设计实验电路图、补充实验步骤的关键,同时注意掌握图象处理数据的基本方法。 三、计算题
11. 如图所示,在相距为L的虚线A、B间,存在一个与竖直方向成φ角斜向上的匀强电场,在相距为2L的B、C间存在一个竖直向上的另一个匀强电场,其中,实线C为荧光屏,现有一个质量为m、电荷量为q带电粒子由a点静止释放,恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏上
;根据题意有
,得E=,由(r+R0+RA1)
的O点,重力加速度为g.则:
(1)粒子经过b点时的速率多大?
(2)若在B、C间再加上方向垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场,粒子经过b点发生偏转到达荧光屏上,那么,在这个过程中,粒子的电势能的变化量是多少? 【答案】(1)
(2)
【解析】(1)粒子做匀变速直线运动,在竖直方向上:水平方向:解得
(2)在加磁场前,粒子在BC间做匀速直线运动qE=mg; 加磁场后,粒子在BC间做匀速圆周运动:设粒子在电场中偏转量为x,由几何关系:电场力做功:W=qEx
根据功能关系可知,粒子的电势能变化量为?E=-W 以上各式解得:
12. 如图所示,有一质量为M=2. 0kg、内表面光滑的水平金属盒,其长度L=1.4m,静止放置在粗糙且较大的水平桌面上,在水平金属盒的左、右两端各有一个挡板,金属盒与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1,在金属盒内的最右端静止放置一个质量为m=2. 0kg、半径为r=0.2m的光滑金属小球,现在某时刻金属盒获得一个水平向右的初速度vo= 3m/s,不计挡板的厚度、小球与挡板碰撞的时间及能量损失,重力加速度g= l0m/s则:
(1)金属盒在水平桌面上运动的加速度是多少?
2.
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