题目内容

18．如图甲所示，在绝缘水平面上方的MM′和PP′范围内有方向水平向右的电场，电场强度大小沿电场线方向的变化关系如图乙所示．一质量为m、带电荷量为-q的小物块（可视为点电荷）从水平面上的A点以初速度v0向右运动，到达B点时速度恰好为零．若滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ，A、B两点间的距离为l，重力加速度为g．则以下判断正确的是（　　）
A．小物块在运动过程中所受到的电场力一直小于滑动摩擦力
B．小物块在运动过程中的中间时刻，速度大小大于$\frac{{v}_{0}}{2}$
C．A、B两点间的电势差为$\frac{m（2μgl-{{v}_{0}}^{2}）}{2q}$
D．此过程中产生的内能为$\frac{1}{2}$mv02

分析 根据电场力的变化，结合滑块速度减小，判断出电场力和滑动摩擦力的关系；结合速度时间图线，抓住滑块做加速度逐渐减小的减速运动得出中间时刻的瞬时速度；根据动能定理求出A、B两点间的电势差，结合能量守恒判断内能与动能减小量的关系

解答 解：A、滑块所受的电场力水平向右，摩擦力水平向左，由图象知，电场强度逐渐增大，电场力逐渐增大，滑块做减速运动，可知电场力一直小于滑动摩擦力．故A正确．
B、因为电场力逐渐增大，所以小滑块做加速度逐渐减小的减速运动，根据速度时间图线可知，若为匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度等于$\frac{{v}_{0}}{2}$，从图中可知，中间时刻的瞬时速度小于$\frac{{v}_{0}}{2}$．故B错误．
C、根据动能定理得，-qU-μmgl=0-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$，
解得，A、B点间的电势差U=-m$\frac{（2μgl-{v}_{0}^{2}）}{2q}$．故C错误．
D、根据能量守恒知，电势能减小、动能减小，全部转化为内能，则产生的内能大于$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$．故D错误．
故选：A．

点评 本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理和能量守恒，综合性较强，对学生的能力要求较高，对于B选项，通过速度时间图线分析判断比较直观简洁．

练习册系列答案
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8．质量为0.5kg的物体在水平面上以一定的初速度运动，如图a、b分别表示物体不受拉力和受到水平拉力作用的v-t图象，则拉力与摩擦力大小之比为（　　）
A．1：2B．2：1C．3：1D．3：2
9．下列说法正确的是（　　）
A．自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具是可逆的
B．若气体的温度逐渐升高，其压强可以保持不变
C．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
D．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积
6．用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则这两种光（　　）
A．a光的频率更大
B．在增大电压U时，光电流一定都会增大
C．照射该光电管时a光单位时间发生的光电子数多
D．照射该光电管时b光使其逸出的光电子最大初动能大
13．下列有关物理学史的说法中正确的是（　　）
A．赫兹最早发现了电磁感应现象
B．奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出了右手螺旋定则
C．安培通过实验发现了在磁场中产生电流的条件
D．库仑发现了电荷之间的相互作用规律--库仑定律
3．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h=6.63×10-34J•s．
①图甲中电极A为光电管的阳极（填“阴极”或“阳极”）；
②实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc=5.15×1014Hz．
③如果实验中入射光的频率ν=6.0×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek=5.6355×10-20J．
10．下列说法正确的是（　　）
A．电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性
B．铀235的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
C．原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线
D．在α，β，γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
E．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小
10．一名同学想测量U形磁铁中N、S极之间的磁感应强度的大小，实验中假设该磁场为匀强磁场，方案设计如下：
将两条间距为d、电阻可忽略不计的长直金属导轨固定在倾斜的木板上，在导轨一端用导线接入一定值电阻R，将一横截面为方形的长度略大于d的金属细杆与纸带相连，垂直放在导轨上，金属细杆质量为m，电阻为r；纸带另一端穿过打点计时器，导轨中间有几个完全相同的紧挨在一起的U形磁铁（未在图1画出），形成可认为仅分布在MN和PQ之间的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面斜向上，装置如图1所示．

接通打点计时器的电源，然后由静止释放金属细杆，金属细杆带动纸带沿导轨下滑，打点计时器电源频率为50Hz，在纸带上打下一系列的点，如图2纸带上A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是计数点，每相邻两计数点间还有4个点没有标出，其中纸带上AB=1.81cm、BC=4.80cm、CD=7.80cm、DE=10.81cm、EF=13.06cm、FG=13.81cm、GH=13.80cm、HI=13.80cm、IJ=14.56cm、JK=17.55cm．
（1）分析纸带可推知，金属杆在沿导轨下滑的过程中，未进入磁场前做匀加速直线运动，加速度大小为a=3.0m/s2，经过磁场时做匀速直线运动，速度大小为v=1.4m/s．（计算结果均保留两位有效数字）
（2）若金属杆进入磁场前的加速度为a，在磁场中运动的速度为v，则实验测得U形磁铁中N、S极之间的磁感应强度B的表达式为B=$\sqrt{\frac{ma（R+r）}{{vd}^{2}}}$（用题中所给字母表示）．
11．如图甲所示为理想调压变压器，原线圈A、B端的输入电压如图乙所示，则当此变压器工作时，以下说法正确的是（　　）
A．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头下滑时，电流表示数将变大
B．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头上滑时，电压表示数增大
C．若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，则电流表示数一定变大
D．若变阻器最大阻值为100Ω，且变阻器R的滑动触头置于最上端，则在滑动触头P滑动的过程中，电流表的电流变化范围为0～2.2 A

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