1.如图,一质量为 M 的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内:套在大环上质量为 m 的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为 g,当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为( )
解:
小环在最低点时,根据牛顿第二定律得:F﹣mg=mv²/R,得:F=mg+mv²/R,
小环从最高到最低,由动能定理,有:(1/2)mv²=mg*2R
对大环分析,有:T=F+Mg=m(g+v²/R)+Mg=5mg+Mg.故 C 正确。
2.如图,在光滑水平面上有一质量为m₁的足够长的木板,其上叠放一质量为m₂的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间 t 增大的水平力 F=kt(k 是常数),木板和木块加速度的大小分别为a₁和 a₂,下列反映 a₁ 和 a₂变化的图线中正确的是( )
3.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶,在 t=0 到 t=t₁的时间内,它们的 v﹣t图象如图所示.在这段时间内( )
A.汽车甲的平均速度比乙的大
B.汽车乙的平均速度等于(v₁+v₂)/2
C.甲乙两汽车的位移相同
D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大
解:
A、C、平均速度等于位移与时间的比值,在 v﹣t 图象中,图形的面积代表位移的大小,根据图象可知道,甲的位移大于乙的位移,由于时间相同,所以汽车甲的平均速度比乙的大,故 A 正确,C 错误;
B、由于乙车做变减速运动,平均速度不等于(v₁+v₂)/2 ,故 B 错误;
D、因为切线的斜率等于物体的加速度,汽车甲和乙的加速度大小都是逐渐减小,故 D 错误.
答案:A.
4.如图所示,两段等长细线串接着两个质量相等的小球 a、b,悬挂于O点.现在两个小球上分别加上水平方向的外力,其中作用在b球上的力大小为 F、作用在 a 球上的力大小为2F,则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图( )
5.假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体.一矿井深度为 d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )
A.1-d/R
B.1+d/R
C.【(R-d)/R】²
D.【R/(R-d)】²
6.一带负电荷的质点,在电场力作用下沿曲线 abc 从 a 运动到 c,已知质点的速率是递减的.关于 b 点电场强度 E 的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在 b 点的切线)
解:
A、电荷做曲线运动,电场力与速度方向不在同一直线上,应指向轨迹弯曲的内
侧,不可能沿轨迹的切线方向,则场强也不可能沿轨迹的切线方向.故 A 错误.
B、负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,图中电场力方向与速度方向的夹
角为锐角,电场力做正功,电荷的速率增大,与题不符.故 B 错误.
C、图中场强方向指向轨迹的内侧,则电场力指向轨迹的外侧,电荷的轨迹应向
上弯曲,不可能沿如图的轨迹运动.故 C 错误.
D、图中场强方向指向轨迹的外侧,则电场力指向轨迹的内侧,而且电场力方向
与电荷的速度方向成钝角,电场力做负功,电荷的速率减小,符合题意.故 D
正确.
7.如图,直线 a、b 和 c、d 是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q 是它们的交点,四点处的电势分别为 φ M ,φ N ,φ P ,φ Q ,一电子由 M 点分别到 N点和 P 点的过程中,电场力所做的负功相等,则( )
A.直线 a 位于某一等势面内,φ M >φ Q
B.直线 c 位于某一等势面内,φ M >φ N
C.若电子由 M 点运动到 Q 点,电场力做正功
D.若电子由 P 点运动到 Q 点,电场力做负功
解:
AB、据题,电子由 M 点分别到 N 点和 P 点的过程中,电场力做负功相等,则电势能增加相等,电势降低,则 N、P 两点的电势相等,d 位于同一等势面内,根据匀强电场等势面分布情况知,直线 a 不是同一等势面,直线 c 位于某一等势面内,且 φ M >φ N .故 A 错误,B 正确.
C、由上分析知,直线 c 位于某一等势面内,M、Q 的电势相等,若电子由 M 点运动到 Q 点电场力不做功,故 C 错误.
D、电子由 P 点运动到 Q 点与电子由 P 点运动到 M 点电场力做功相等,所以电场力做正功,故 D 错误.
8.分别将带正电、负电和不带电的三个等质量小球,分别以相同的水平速度由P 点射入水平放置的平行金属板间,已知上板带负电,下板接地.三小球分别落在图中 A、B、C 三点,则错误的是( )
A.A 带正电、B 不带电、C 带负电
B.三小球在电场中加速度大小关系是:a A <a B <a C
C.三小球在电场中运动时间相等
D.三小球到达下板时的动能关系是 Ek C >Ek B >Ek A
解:
A、B、C 三个小球在水平方向都做匀速直线运动,由图看出水平位移关系是:x A>x B >x C 三个小球水平速度 v 0 相同,由 x=v 0 t 得,运动时间关系是:t A >t B >t C .竖直方向上三个小球都做匀加速直线运动,由图看出竖直位移 y 大小相等,由y= 得到加速度关系为:a A <a B <a C .根据牛顿第二定律得到合力关系为:F A<F B <F C ,三个小球重力相同,而平行金属板上板带负极,可以判断出来 A 带正电、B 不带电、C 带负电.故 AB 正确,C 错误.
D、三个小球所受合力方向都竖直向下,都做正功,竖直位移大小相等,而合力FA<FB<FC ,则合力做功大小关系为:W A <W B <W C ,根据动能定理得,三小球到达下板时的动能关系是 E kC >E kB >E kA .故 D 正确.
9.如图,P为固定的点电荷,虚线是以 P为圆心的两个圆.带电粒子Q在 的电场中运动.运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c 为轨迹上的三个点.若 Q仅受 P 的电场力作用,其在 a、b、c 点的加速度大小分别为 a a 、a b 、a c ,速度大小分别为 v a 、v b 、v c ,则( )
A.a a >a b >a c ,v a >v c >v b
B.a a >a b >a c ,v b >v c >v a
C.a b >a c >a a ,v b >v c >v a
D.a b >a c >a a ,v a >v c >v b
解:点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越小,场强越大,粒子受到的电场力越大,带电粒子的加速度越大,所以 a b >a c >a a ,根据轨迹弯曲方向判断出,粒子在运动的过程中,一直受静电斥力作用,离电荷最近的位置,电场力对粒子做的负功越多,粒子的速度越小,所以 v a >v c >v b ,所以 D 正确,ABC 错误;
10.由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别为 q₁和 q₂,其间距离为 r 时,它们之间相互作用力的大小为 F=kq₁q₂/r² ,式中 k 为静电力常量.若用国际单位制的基本单位表示,k 的单位应为( )
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