题目内容

11．如图甲所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力F的作用下由静止开始运动，物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示．其中0～x1过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线为平行于x轴的直线，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体在沿斜面向上运动
B．在0～x1过程中，物体的加速度逐渐减小
C．在0～x2过程中，力F先做正功，后做负功
D．在x1～x2过程中，物体做匀加速运动

分析 根据功能关系：除重力以外其它力所做的功等于机械能的增量，在0～x1过程中物体机械能在减小，知拉力在做负功，机械能与位移图线的斜率表示拉力．当机械能守恒时，拉力等于零，通过拉力的变化判断其加速度的变化．

解答 解：A．在0～x1过程中物体机械能在减小，知拉力在做负功，拉力方向向上，所以位移方向向下，故物体在沿斜面向下运动，故A错误；
B．在0～x1过程中图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小到零．根据a=$\frac{mgsinθ-F}{m}$，可知，加速度逐渐增大，故B错误；
C．在0～x1过程中物体机械能在减小，知拉力在做负功，x1～x2过程中，机械能守恒，拉力F=0，拉力不做功，故C错误；
D．在0～x1过程中，加速度的方向与速度方向相同，都沿斜面向下，所以物体先做加速运动，x1～x2过程中，机械能守恒，拉力F=0，此时a=$\frac{mgsinθ}{m}$=gsinθ，物体做匀加速运动，故D正确．
故选：D．

点评 解决本题的关键通过图线的斜率确定出拉力的变化，然后根据牛顿第二定律判断出加速度的方向，根据加速度方向和速度的方向关系知道物体的运动规律．

练习册系列答案
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13．（1）在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中，除带横杆的铁架台、铁夹、秒表、游标卡尺、刻度尺之外，还必须选用的器材，正确的一组是A．
A．约1m的不可伸长的细线，半径约1cm的小铁球
B．约0.1m的不可伸长的细线，半径约1cm的小铁球
C．约0.1m的不可伸长的细线，半径约1cm的小塑料球
D．约1m的不可伸长的细线，半径约1cm的小塑料球
（2）某同学在处理数据的步骤中，以$\sqrt{L}$为纵坐标，以周期T为横坐标，作出如图所示的图象，已知该图线的斜率为k=0.500，则重力加速度为9.86m/s2．（结果保留三位有效数字，π=3.14）
14．正负电子对撞机是使正负电子以相同速率对撞（撞前速度在同一直线上的碰撞）并进行高能物理研究的实验装置（如图甲），该装置一般由高能加速器（同步加速器或直线加速器）、环形储存室（把高能加速器在不同时间加速出来的电子束进行积累的环形真空室）和对撞测量区（对撞时发生的新粒子、新现象进行测量）三个部分组成．为了使正负电子在测量区内不同位置进行对撞，在对撞测量区内设置两个方向相反的匀强磁场区域．对撞区域设计的简化原理如图乙所示：MN和PQ为足够长的竖直边界，水平边界EF将整个区域分成上下两部分，Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向内，Ⅱ区域的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B．现有一对正负电子以相同速率分别从注入口C和注入口D同时水平射入，在对撞测量区发生对撞．已知两注入口到EF的距离均为d，边界MN和PQ的间距为L，正电子的质量为m，电量为+e，负电子的质量为m，电量为-e．

（1）试判断从注入口C入射的是正电子还是负电子；
（2）若L=4$\sqrt{3}$d，要使正负电子经过水平边界EF一次后对撞，求正负电子注入时的初速度大小；
（3）若只从注入口C射入电子，间距L=13（2-$\sqrt{3}$）d，要使电子从PQ边界飞出，求电子射入的最小速率，及以此速度入射到从PQ边界飞出所需的时间．
11．在测量电池的电动势E及内阻r的实验中，某同学在电路中添加了一个未知阻值的保护电阻R0，本实验的器材有：待测电池E，保护电阻R0，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关K1，单刀双掷开关K2，导线若干．

①据图1所示的电路原理图把图2所示的实物图用笔画线代替导线补充完整．
②该同学先将K2扳到a（填“a”或“b”）来测量定值电阻R0，调节滑动变阻器的滑片，读出几组电压表和电流表的数据并记录；再将K2扳到b（填“a”或“b”）来测定路端电压和电流，调节滑动变阻器的滑片，读出几组电压表和电流表的数据并记录．
③将两次记录的数据在同一个坐标系中描点作图，如图3所示，由图象可得保护电阻R0=2Ω，被测电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω；由实验电路图分析可知，所测电阻R0的测量值大于（填“大于”“小于”或“等于”）真实值．
6．如图（a）所示，质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图（b）所示，g取10m/s2．试求：

（1）物块在0-4s内的加速度a1的大小和4-8s内的加速度a2的大小；
（2）恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ；
（3）8s内恒力F所做的功．
16．如图所示，流水线上的皮带传送机的运行速度为v，两端高度差为h，工作时，每隔相同时间无初速放上质量为m的相同产品．当产品和皮带没有相对滑动后，相互间的距离为d．根据以上已知量，下列说法正确的有（　　）
A．可以求出每个产品与传送带摩擦产生的热量
B．可以求出工作时传送机比空载时多出的功率
C．可以求出每个产品机械能的增加量
D．可以求出t时间内所传送产品的机械能增加总量
3．在x轴上有两个点电荷q1和q2，x轴上电势φ随x而变化的关系如图所示，则（　　）
A．x=x1处电场强度为0
B．x=x2处电场强度不为0
C．q1、q2为不等量异种电荷，且正电荷在x=0处，负电荷在x＜0的某处
D．q1、q2为等量异种电荷，且正电荷在x＜0处，负电荷在x＞0的某处
20．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．

（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；
C．用天平测量出重锤的质量；
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；
E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因．
答：B错误，应接电源的交流输出端；D错误，先接通电源再释放夹子；C是不必要的
（2）在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在50Hz的交变电源上，自由下落的重物质量为1kg，一条理想的纸带数据如图2所示，单位是cm，取g=9.8m/s2，O、A之间有几个点没画出．O点是重物开始下落时打出的第一个点．从起点O到打下点B的过程中重力势能减少量△EP=2.34J，此过程中物体动能的增量△EK=2.33J．（结果保留3位有效数字）判断机械能是（填“是”或“否”）守恒，理由是在实验误差范围内，重物的重力势能的减少量等于动能的增加量．
1．无线网络给人们带来了很多方便．假设可以采用卫星对所有用户在任何地方提供免费WiFi服务．已知地球半径为R，重力加速度为g，提供免费WiFi服务的卫星绕地球做圆周运动，则下列关于该卫星的说法正确的是（　　）
A．卫星围绕地球运动的轨道越高，角速度越大
B．卫星围绕地球运动的轨道越高，速度越小
C．若卫星距离地面的高度等于地球半径，则卫星绕地球运动的周期为T=2π$\sqrt{\frac{2R}{g}}$
D．卫星的轨道可以在地球上任一经线所在的平面内

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