1.在一水平地面,某同学将小球从高为h1的地方水平击出,不计空气阻力,小球落地时的水平距离为S1.若将该小球从高为h2的地方以相同速度水平击出,小球落地时的水平距离为( )
A. S1 B. S1 C. S1 D. S1
【答案】A
【解析】
【分析】
根据平抛运动的处理规律,水平方向匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,从而即可求解.
【详解】小球从高为h1的地方水平抛出,由平抛运动规律,则有:s1=vt1 与h1= gt12;解得:s1=v ;而小球从高为h2的地方水平抛出,由平抛运动规律,则有:s2=vt2 与h2= gt22; 解得:s2=v ;联立解得:s2= s1,故A正确,BCD错误;故选A。
2.如图,M、N、P、O是真空中四点,OM=ON<OP,O点处固定有一个点电荷q,一个带负电的试探电荷仅在q的电场力作用下沿曲线从N运动到P,则( )
A. q为正电荷,M点的电势高于P点的电势
B. q为负电荷,M点的场强小比P点的小
C. 试探电荷在N点处受到的电场力大小比在P点的小
D. 若将试探电荷从N点移到M点,电场力做功为零
【答案】D
【解析】
【分析】
根据粒子的运动轨迹可判断q的电性;距离负电荷越近的地方场强越大,电势越低,试探电荷受的电场力越大.
【详解】根据粒子的运动轨迹可知,点电荷q带负电,因距离负电荷越近的地方电势越低,可知M点的电势低于P点的电势;因距离负电荷越近的地方场强越大,可知M点的场强小比P点的大,选项AB错误;同理N点的场强大于P点的场强,则试探电荷在N点处受到的电场力大小比在P点的大,选项C错误;因MN两点电势相等,则若将试探电荷从N点移到M点,电场力做功为零,选项D正确;故选D.
3.将白炽灯通过两条相互平行的长直导线连接到低频正弦交流电源上。当灯正常工作时,能正确表示这两条导线间安培力F随时间t变化的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
明确两导线中电流的方向关系,再根据两平行导线中相互作用力的结论进行分析即可求解.
【详解】两直导线与灯泡相连,则在灯泡工作时,导线中的电流方向相反;因此二者相互排斥;由于电流为正弦规律变化,故其安培力也呈正弦规律变化,但方向不变;且当导线中电流的瞬时值为零时作用力的最小值为零;故只有C正确;故选C。
【点睛】本题考查平行直导线中的相互作用力,要注意明确产生力的原因是电流产生了磁场;同时牢记结构,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥.
4.如图,一质量为m的运动员从足够高的蹦极台上无初速下落,蹦极绳可视为劲度系数为k的弹性绳,原长为L。设在下落过程中人所受空气的阻力恒为重力的0.2倍,若绳的质量忽略不计,重力加速度为g,人视为质点,则( )
A. 从开始下落到蹦极绳刚好被拉直所需的时间为
B. 从开始下落到速度最大时的下落距离为L+
C. 从开始下落到最低点的过程中,加速度恒为 g
D. 从开始下落到速度最大的过程中,机械能损失为 mg(L+ )
【答案】B
【解析】
【分析】
从开始下落到蹦极绳刚好被拉直的过程,由牛顿第二定律求出加速度,由位移公式求时间。当人的合力为零时速度最大,由此求得弹性绳的伸长量,从而求得人下落的距离。根据牛顿第二定律分析人下落到最低点时的加速度。从开始下落到速度最大的过程中,由功能关系求系统机械能损失。
【详解】从开始下落到蹦极绳刚好被拉直的过程,由牛顿第二定律得 mg-0.2mg=ma,得 a=0.8g;由L= at2得 ,故A错误。当人的合力为零时速度最大,则有kx+0.2mg=mg,得 ,所以从开始下落到速度最大时人的下落距离为 S=L+x=L+ .故B正确。从开始下落到最低点的过程中,由牛顿第二定律得 mg-0.2mg-kx=ma,x增大,a减小,加速度不可能恒为0.8g,故C错误。从开始下落到速度最大的过程中,系统机械能损失为△E=0.2mg•S= mg(L+ ),故D错误。故选B。