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4.如圖所示,絕緣粗糙斜面體固定在水平地面上,斜面所在空間存在平行于斜面向上的勻強電場E,輕彈簧一端固定在斜面頂端,另一端栓接一不計質量的絕緣薄板,一帶正電的小滑塊,從斜面上的P 點處由靜止釋放后,沿斜面向上運動,并能壓縮彈簧至R 點(圖中未標出),然后返回,則(  )
A.滑塊從P 點運動到R 點的過程中,其機械能增量等于電場力與彈簧彈力做功之和
B.滑塊從P 點運動到R 點的過程中,電勢能的減小量大于重力勢能和彈簧彈性勢能的增加量之和
C.滑塊最終停在彈簧原長處
D.滑塊最終停下來,克服摩擦力所做的功小于電勢能的減小量與重力勢能增加量之差

分析 先對滑塊進行受力分析,然后結合滑塊的運動分析各個力做功的情況,以及能量轉化的方式,即可得出正確的結論.

解答 解:由題可知,小滑塊從斜面上的P點處由靜止釋放后,沿斜面向上運動,說明小滑塊開始時受到的合力的方向向上,開始時小滑塊受到重力、電場力、斜面的支持力和摩擦力的作用;小滑塊開始壓縮彈簧后,還受到彈簧的彈力的作用.
小滑塊向上運動的過程中,斜面的支持力不做功,電場力做正功,重力做負功,摩擦力做負功,彈簧的彈力做負功.
在小滑塊開始運動到到達R點的過程中,電場力做的功轉化為小滑塊的重力勢能、彈簧的彈性勢能以及內能.
A、由以上的分析可知,滑塊從P點運動到R點的過程中,其機械能增量等于電場力與彈簧彈力做功、摩擦力做功之和.故A錯誤;
B、由以上的分析可知,電場力做的功轉化為小滑塊的重力勢能、彈簧的彈性勢能以及內能,所以電勢能的減小量大于重力勢能和彈簧彈性勢能的增加量之和.故B正確;
C、小滑塊由靜止釋放后沿著斜面向上運動,故最終停止時一定是壓縮彈簧的.故C錯誤;
D、滑塊運動的過程中,由于摩擦力做功,小滑塊的機械能與電勢能的和逐漸減小,所以滑塊最終停下時,克服摩擦力所做的功等于電勢能的減小量與重力勢能增加量、彈性勢能增加量之差.故D正確.
故選:BD

點評 該題中,小滑塊的運動的過程相對是比較簡單的,只是小滑塊運動的過程中,對小滑塊做功的力比較多,要逐個分析清楚,不能有漏掉的功,特別是摩擦力的功.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖甲所示,D為粒子源,AB處的裝置為速度選擇器,AB為平行金屬板之間的電壓U,所加勻強磁場的磁感應強度為B;平行金屬板M,N長度均為L,相距為d,其中N板接地;OO′為中軸線.其中電荷量為q、質量為m的帶負電的粒子,從D沿不同方向,以不同速率射出;從速度選擇器射出的粒子速度為v0.忽略粒子的重力和粒子之間的相互作用力,忽略電場和磁場的邊緣效應.求:

(1)速度選擇器AB兩板之間的距離.
(2)若M、N之間只有電場,M板的電勢φ隨時間t的變化圖象如圖乙所示.其周期為$\frac{L}{{v}_{0}}$;從t=0開始,大量沿OO′方向持續攝入M、N之間的離子,最終恰好全部平行離開M、N而不打在極板上.則φ0為多少?
(3)緊貼M、N右側建立直角坐標系xOy,在坐標平面的第Ⅰ、Ⅳ象限內存在一個圓形的勻強磁場,磁場方向直于坐標平面.要使在(2)情景下所有粒子經過磁場偏轉后,都會聚于P(2d,2d)點,求該圓形勻強磁場的磁感應強度大小的取值范圍.

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15.在公路的十字路口,紅燈攔停 了很多汽車,攔停的汽車排成筆直的一列,最前面的一輛汽車的前端剛好與路口停車線相齊,相鄰兩車的前端之間的距離均為l=6.0m,若汽車起動時都以a=2.5m/s2 的加速度作勻加速運動,加速到v=10.0m/s后做勻速運動通過路口.該路口亮綠燈時間t=40.0s,而且有按倒計時顯示的時間顯示燈. 另外交通規則規定:原在綠燈時通行的汽車,紅燈亮起時,車頭已越過停車線的汽車允許通過.請解答下列問題:
(1)若綠燈亮起瞬時,所有司機同時起動汽車,問有多少輛汽車能通過路口?
(2)第(1)問中,不能通過路口的第一輛汽車司機,在時間顯示燈剛亮出“3”時開始剎車做勻減速運動,結果車的前端與停車線相齊時剛好停下,求剎車后汽車加速度大小.
(3)事實上由于人反應時間的存在,綠燈亮起時不可能所有司機同時起動汽車.現假設綠燈亮起時,第一個司機遲后△t=0.90s起動汽車,后面司機都比前一輛車遲后0.5s起動汽車,在該情況下,有多少輛車能通過路口?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

12.如圖所示,是一單擺的振動在某介質中傳播所產生的機械波在t=0時刻的波動圖象.已知波的傳播方向向右,波速為2m/s.問:
(1)該波的波長和振幅?
(2)該單擺的擺長為多少?
(3)圖中x=2m的質點在t=5s時相對平衡位置的位移為多少?在5s內的路程是多少?
(4)畫出t=3.5s時的波形圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

19.(1)DIS是我們對的簡稱,DIS實驗分別是英文三個詞的縮寫,它是運用現代信息技術進行學習的一種手段,我們使用的DIS實驗系統的主要儀器是傳感器、數據采集器和計算機或圖形計算器.
(2)在研究勻速直線運動的位移-時間(s-t)圖象和速度-時間(v-t)圖象實驗中,要用到如圖1所示的實驗裝置,安裝在小車上的是位移傳感器的發射部分(填接收或發射).

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9.某質點的運動方程為x=6+3t-5t3,該質點作(  )
A.勻加速直線運動,加速度沿X軸正方向
B.勻加速直線運動,加速度沿X軸負方向
C.變加速直線運動,加速度沿X軸正方向
D.變加速直線運動,加速度沿X軸負方向

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

16.利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運動.

①下列措施,本實驗中必要的是AB.
A.細線與長木板平行B.先接通電源再釋放小車
C.小車的質量遠大于鉤碼的質量D.平衡小車與長木板間的摩擦力
②實驗時他將打點計時器接到頻率為50HZ的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計數點如圖所示(每相鄰兩個計數點間還有4個點,圖中未畫出).s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm.則小車的加速度a=0.80m/s2(要求充分利用測量的數據),打點計時器在打B點時小車的速度vB=0.40m/s.(結果均保留兩位有效數字)

③另一位同學實驗得到的一條紙帶如下圖所示,在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5共6個計數點,他只測出了圖中的x1、x2,已知相鄰兩計數點之間的時間間隔均為T,則小車運動的加速度大小為$\frac{{{x_2}-{x_1}}}{{4{T^2}}}$;

④如果這位同學實驗時測出紙帶上計數點2和4間距為L1、計數點3和5間距為L2,則小車的加速度大小為$\frac{{{L_2}-{L_1}}}{{2{T^2}}}$.

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13.圖(a)所示,A、B為兩個相同的環形線圈,共軸并靠近放置,A線圈中通有如圖(b)所示的電流i,則下列說法中錯誤的是(  )
A.t1時刻兩線圈間的相互作用力為零B.t2時刻兩線圈間的相互作用力最大
C.在t1~t2時間內A、B兩線圈相斥D.在t2~t3時間內A、B兩線圈相斥

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14.下列物理量中,屬于矢量的是(  )
A.速度B.動能C.時間D.功率

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