二、多选题(本大题共5小题,共28.0分)
6.倾角为θ的斜面固定在水平面上,在斜面上放置一长木板,木板与斜面之间的动摩擦因数为μ。平行于斜面的力传感器上端连接木板,下端连接一光滑小球,如图所示。当木板固定时,传感器的示数为F1。现由静止释放木板,木板沿斜面下滑的过程中,传感器的示数为F2。则下列说法正确的是
A. 若μ=0,则F1=F2 B. 若μ=0,则F2=0 C. 若μ≠0,则μ=tanθ D. 若μ≠0,则??【答案】BD 【解析】
【详解】AB.当木板固定时,对小球分析,根据共点力平衡有:F1=mgsinθ,静止释放木板,木板沿斜面下滑的过程中,若μ=0,则整体沿斜面下滑时根据牛顿第二定律可得:Mgsinθ=Ma,解得:a=gsinθ,再以小球为研究对象,则有:mgsinθ-F2=ma,解得:F2=0,故A错误、B正确;
CD.当木板沿斜面下滑时,若μ≠0,对整体分析,根据牛顿第二定律可得加速度为:
F2tan? F1a=gsinθ-μgcosθ,隔离对小球分析有:mgsinθ-F2=ma,解得:F2=μmgcosθ,则有:
F2tan?F1mgsin?tan???,解得:??;故C错误、D正确.
F1F2?mgcos??
7.两带电量均为+Q的点电荷分别固定于x轴上的-2x0和2x0处,将一带+q的试探电荷从-
x0处由静止释放,试探电荷只受电场力的作用,从x轴上的-x0到x0的过程中,场强E、试探
电荷的加速度a、速度v、电势能Ep等随x坐标的变化图象大致正确的是(E、a、v选x轴正向为正方向,无穷远处为零电势能点)
A.
B.
C.
D.
【答案】AC 【解析】
【详解】A.等量同种电荷的连线上场强在-x0~0段方向向右(为正),大小逐渐减小到零;0~x0段场强方向向左(为负),大小逐渐增大,其中原点的场强为零;故A正确; B.正的试探电荷受电场力方向与场强E的方向相同,由牛顿第二定律a?探电荷所受的合力、加速度的变化与场强的图象完全相同;故B错误.
C.正的试探电荷在-x0~0段电场力做正功,做加速度逐渐减小的加速运动,在0~x0段电场力做负功,做加速度逐渐增大的减速运动,而x=0时场强为零,加速度为零速度最大;故C正确.
qE可知,正的试mD.在-x0~0段电场力做正功,电势能逐渐减小;在0~x0段电场力做负功,电势能逐渐增大;但无穷远处为零电势能点,故x=0处的电势能不为零;故D图象错误.
8.“弹跳小人”(如图甲所示)是一种深受儿童喜爱的玩具,其原理如图乙所示。竖直光滑长杆固定在地面不动,套在杆上的轻质弹簧下端不固定,上端与滑块拴接,滑块的质量为0.80 kg.现在向下压滑块,直到弹簧上端离地面高度h=0.40m时,然后由静止释放滑块。滑块的动能Ek随离地高度h变化的图象如图丙所示.其中高度从0.80m到1.40m范围内的图线为直线,其余部分为曲线。若以地面为重力势能的参考平面,空气阻力为恒力,g取10 m/s2.则结合图象可知
A. 弹簧原长为0.72m B. 空气阻力大小为1.00N C. 弹簧的最大弹性势能为9.00J
D. 弹簧在落回地面的瞬间滑块的动能为5.40J 【答案】BC 【解析】
【详解】A.从h=0.8m开始,滑块与弹簧分离,则知弹簧的原长为0.8m;故A错误. B.在0.80m上升到1.40m内,在Ek-h图象中,根据动能定理知:图线的斜率大小表示滑块所受的合外力,由于高度从0.80m上升到1.40m范围内图象为直线,其余部分为曲线,说明滑块从0.80m上升到1.40m范围内所受作用力为恒力,根据动能定理得-(mg+f)△h=0-Ek,由图知△h=0.60m,Ek=5.40J,解得空气阻力f=1.00N;故B正确.
C.根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,整个过程中,增加的重力势能和克服空气阻力做功之和等于弹簧的最大弹性势能,所以Epm=(mg+f)△h=9×(1.40-0.4)=9.00J;故C正确.
D.由图可知,当h=0.72m时滑块的动能最大为Ekm=5.76J;假设空气阻力不计,则在整个运动
过程中,系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化,因此滑块的动能最大时,滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小,为EPmin=Epm-Ekm=9-5.76=3.24J,由于有空气阻力,所以滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小小于3.24J;故D错误.
9.下列关于热现象的判断正确的是___________
A. 单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的 B. 露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用 C. 在完全失重的情况下,气体对器壁的压强为零 D. 气体被压缩时,内能可能不变
E. 不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其它影响 【答案】BDE 【解析】
【详解】A.单晶体的物理性质是各向异性的,多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的;故A错误.
B.液体表面张力的产生原因是:液体表面层分子较稀疏,分子间引力大于斥力;合力现为引力,露珠呈现球状是由于液体表面张力的作用;故B正确.
C.根据压强的微观意义可知气体对器壁的压强是由于大量分子对器壁持续的撞击形成的,与是否失重无关;故C错误.
D.做功与热传递都可以改变物体的内能,可知气体被压缩时,内能可能不变;故D正确. E.根据热力学第二定律可知,不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其它影响;故E正确.
10.a、b两束相互平行的单色光,以一定的入射角照射到平行玻璃砖上表面,经平行玻璃砖折射后汇聚成一束复色光c,从平行玻璃砖下表面射出,如图所示。则下列判断正确的是________