【一】
1.【解析】選A、C.A選項(xiàng)中彈丸只受重力與支持力,支持力不做功,只有重力做功,所以機(jī)械能守恒.B選項(xiàng)中運(yùn)動(dòng)員做功,其機(jī)械能越來(lái)越大.C選項(xiàng)中只有彈力做功,機(jī)械能守恒.D選項(xiàng)中有滑動(dòng)摩擦力做功,所以機(jī)械能不守恒.
2.【解析】選C.機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能之和,此時(shí),小球的動(dòng)能為,其重力勢(shì)能為Ep=-mgh,所以小球的機(jī)械能為.
3.【解析】選B.A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,設(shè)物體A的動(dòng)能與其勢(shì)能相等時(shí),物體A距地面的高度是h,A的速度為v.
則有:,化簡(jiǎn)得v2=2gh
從開(kāi)始到距地面的高度為h的過(guò)程中,減少的重力勢(shì)能為:
ΔEp=mAg(H-h)=2mBg(H-h)
增加的動(dòng)能為:,由ΔEp=ΔEk得.
4.【解析】選B、C、D.設(shè)物體受到的向上的拉力為F.由牛頓第二定律可得:,所以.動(dòng)能的增加量等于合外力所做的功;機(jī)械能的增加量等于拉力所做的功,重力勢(shì)能增加了mgh,故B、C、D正確,A錯(cuò)誤.
5.【解析】選A.小球在軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),通過(guò)點(diǎn)時(shí)的最小速度為,離開(kāi)軌道后小球做平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)豎直方向下落r時(shí),水平方向的位移最小是,所以小球只要能通過(guò)點(diǎn)D,就一定能落到水平面AE上.
6.【解析】選D.小球自由下落的過(guò)程中,t1時(shí)刻繩子的拉力為零,此時(shí)速度不是,動(dòng)能也不是,速度的時(shí)刻應(yīng)是繩子拉力和重力相等時(shí),即在t1、t2之間某一時(shí)刻,t2時(shí)刻繩子的拉力,此時(shí)速度為零,動(dòng)能也為零,繩子的彈性勢(shì)能,而小球的勢(shì)能不是,而是最小,t2時(shí)刻繩子拉力,繩子最長(zhǎng).
7.【解析】(1)由于小孩無(wú)碰撞進(jìn)入圓弧軌道,即小孩落到A點(diǎn)時(shí)速度方向沿A點(diǎn)切線(xiàn)方向,則,
又,聯(lián)立以上兩式解得v0=3m/s.
(2)設(shè)小孩到最低點(diǎn)的速度為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
在最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律,有
聯(lián)立解得FN=1290N
由牛頓第三定律可知,小孩對(duì)軌道的壓力大小為1290N.
答案:(1)3m/s(2)1290N
8.【解析】(1)對(duì)A分析:從斜軌點(diǎn)到半圓環(huán)形軌道點(diǎn),機(jī)械能守恒,有.
解得.對(duì)B分析:從斜軌點(diǎn)到半圓環(huán)形軌道最低點(diǎn),機(jī)械能守恒,有,解得.
(2)設(shè)半圓環(huán)形軌道對(duì)A、B的作用力分別為FNA、FNB,F(xiàn)NA方向豎直向下,F(xiàn)NB方向豎直向上.
根據(jù)牛頓第二定律得.
解得FNA=2mg,F(xiàn)NB=7mg.
根據(jù)牛頓第三定律,
得A、B對(duì)圓環(huán)的壓力分別為:FNA′=2mg,F(xiàn)NB′=7mg,
FNA′方向豎直向上,F(xiàn)NB′方向豎直向下,所以合力F=5mg,方向豎直向下.
答案:(1)(2)5mg方向豎直向下
獨(dú)具【方法技巧】機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的比較
1.應(yīng)用范圍:機(jī)械能守恒定律的適用條件是只有重力和彈力做功;動(dòng)能定理無(wú)條件限制.
2.物理意義:其他力(重力、彈力以外)所做的功是機(jī)械能變化的量度;合外力對(duì)物體做的功是動(dòng)能變化的量度.
3.關(guān)注角度:機(jī)械能守恒定律關(guān)注守恒的條件和始末狀態(tài)機(jī)械能的形式及大小;動(dòng)能定理關(guān)注動(dòng)能的變化及改變動(dòng)能的方式(合外力做功情況).
【二】
1.答案:B點(diǎn)撥:這個(gè)結(jié)論應(yīng)該記住。磁場(chǎng)方向的三種表述:①磁感線(xiàn)上每一點(diǎn)的切線(xiàn)方向;②小磁針靜止時(shí)N極所指的方向;③小磁針N極受力的方向,故A、C、D均正確。磁體內(nèi)部磁場(chǎng)方向?yàn)閺腟極到N極,B錯(cuò)誤。
2.答案:B點(diǎn)撥:磁感線(xiàn)是形象描述磁場(chǎng)分布的一組假想的曲線(xiàn),客觀(guān)不存在。磁感線(xiàn)既能描述磁場(chǎng)方向又能描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,在磁體外部從N極指向S極,在磁體內(nèi)部從S極指向N極,是閉合的曲線(xiàn)。故A、C、D均錯(cuò)。
3.答案:B點(diǎn)撥:火線(xiàn)與零線(xiàn)雖然都連接用電器,且相互平行,但是當(dāng)用電器正常工作時(shí),流過(guò)它們的電流方向相反,并且時(shí)刻相反。再根據(jù)電流產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)對(duì)電流的作用來(lái)判斷。
因通過(guò)火線(xiàn)和零線(xiàn)的電流方向總是相反的,根據(jù)平行導(dǎo)線(xiàn)中通以同向電流時(shí)相互吸引,通以反向電流時(shí)相互排斥的結(jié)論可以得出選項(xiàng)B正確。
4.答案:C點(diǎn)撥:
A×根據(jù)安培分子電流假說(shuō),永磁體經(jīng)高溫加熱或猛烈的敲擊,會(huì)使磁體失去磁性。
B×
C√
D×磁極間的相互作用是同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引
5.答案:AD點(diǎn)撥:注意安培的分子電流假說(shuō)不能用來(lái)解釋電流的磁場(chǎng)。
6.答案:D點(diǎn)撥:地球赤道上方的地磁場(chǎng)方向?yàn)樽阅舷虮彼椒植迹勺笫侄▌t可判斷導(dǎo)線(xiàn)受安培力方向?yàn)樨Q直向下。
7.答案:D點(diǎn)撥:磁體的磁場(chǎng)磁感線(xiàn)的方向是:在磁體外部從N極指向S極,在磁體內(nèi)部從S極指向N極,故A、B圖均錯(cuò)。電流的磁場(chǎng)磁感線(xiàn)的分布可用安培定則判斷,C錯(cuò)D對(duì)。
8.答案:B點(diǎn)撥:通電直導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)平行時(shí)不受安培力,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;安培力方向與磁場(chǎng)垂直,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀(guān)表現(xiàn),選項(xiàng)B正確。
9.答案:D點(diǎn)撥:磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向跟放在磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線(xiàn)所受力的大小和方向無(wú)關(guān),B、C錯(cuò)。當(dāng)通電導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)平行時(shí),導(dǎo)線(xiàn)不受安培力作用,但該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零。
10.答案:B點(diǎn)撥:根據(jù)洛倫茲力的特點(diǎn),洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功,A錯(cuò),B對(duì)。根據(jù)F=qvB可知洛倫茲力大小與速度有關(guān)。洛倫茲力的效果就是改變物體的運(yùn)動(dòng)方向,不改變速度的大小。
11.答案:C點(diǎn)撥:垂直射向地球的宇宙射線(xiàn),在地球的南北兩極處,其運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)的方向基本平行,所受的洛倫茲力很小,故幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn);而在赤道上空時(shí),其運(yùn)動(dòng)方向與地磁場(chǎng)垂直,所受洛倫茲力,帶電粒子的偏轉(zhuǎn)程度。故C項(xiàng)正確。
12.答案:D點(diǎn)撥:帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直于磁場(chǎng)方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其向心力為洛倫茲力,由左手定則可判斷D正確。
13.答案:如圖
點(diǎn)撥:根據(jù)安培定則可知螺線(xiàn)管內(nèi)部磁感線(xiàn)方向從右向左;再根據(jù)磁感線(xiàn)為閉合曲線(xiàn)的特點(diǎn),可知通電螺線(xiàn)管的磁感線(xiàn)分布圖,各點(diǎn)處的磁感線(xiàn)的切線(xiàn)方向就是小磁針在該處N極的受力方向,得四個(gè)點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極的指向如圖所示。
14.答案:負(fù)極正極向下磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用
15.答案:(1)5×10-7T(2)1.5×10-7N垂直于導(dǎo)線(xiàn)向上
點(diǎn)撥:(1)根據(jù)F=BIL得B=FIL=5×10-7T。
(2)當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)中電流變化時(shí),導(dǎo)線(xiàn)所在處的磁場(chǎng)不變,則F′=BI′L=1.5×10-7N
方向:根據(jù)左手定則,導(dǎo)線(xiàn)所受安培力方向垂直于導(dǎo)線(xiàn)向上。
16.答案:g-μqEm,mgμqB-EB
點(diǎn)撥:小球的受力情況如圖所示。由于N=qE+qvB,所以F合=mg-μN(yùn)=mg-μ(qE+qvB)?梢(jiàn)隨著v的增大,F(xiàn)合減小,由牛頓第二定律可知,小球先做加速度越來(lái)越小的變加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。故當(dāng)v=0時(shí),a,amax==g-μqEm。當(dāng)F合=0,即a=0時(shí)v有值vmax,即mg-μ(qvmaxB+qE)=0,vmax=mgμqB-EB。
點(diǎn)評(píng):分析物體的受力情況,根據(jù)受力分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是解決此類(lèi)題的關(guān)鍵。