B、整个过程中,物块所受的摩擦力大小恒定,摩擦力一直做负功,则物块克服摩擦力做的功为2μmgs,故B正确。
C、物体向右运动的过程,根据能量守恒定律得:弹簧的最大弹性势能Ep=μmgs,故C正确。
故选:BC。
【点评】运用动能定理和功能关系时解题的关键要选择好研究的过程,分析过程中有哪些力做功,然后根据动能定理列式求解。
9.(4分)如图所示,ABC为等边三角形,电荷量为+q的点电荷固定在A点。先将一电荷量也为+q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点,此过程中,电场力做功为﹣W.再将Q1从C点沿CB移到B点并固定。最后将一电荷量为﹣2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点。下列说法正确的有()
B.Q1从C点移到B点的过程中,所受电场力做的功为0
C.Q2从无穷远处移到C点的过程中,所受电场力做的功为2W
D.Q2在移到C点后的电势能为﹣4W
【考点】AE:电势能与电场力做功;AG:电势差和电场强度的关系
【专题】32:定量思想;4E:模型法;532:电场力与电势的性质专题;62:推理能力.
【分析】研究Q1从无穷远处(电势为0)移到C点的过程,利用公式W=qU求出无穷远处与C点间的电势差,从而求得C点的电势。Q1从C点移到B点的过程中,根据C点与B点间的电势差求电场力做功。Q2从无穷远处移到C点的过程中,先根据电场的叠加原理求C点的电势,再由W=qU求电场力做的功。再求Q2在移到C点后的电势能。
B、Q1移入之前,C点与B点的电势相等,两者间的电势差为0,根据W=qU知,Q1从C点移到B点的过程中,所受电场力做的功为0,故B正确。
D、Q2从无穷远处移到C点的过程中,电场力做的功为4W,其电势能减少了4W,而Q2在无穷远处电势能为0,所以Q2在移到C点后的电势能为﹣4W,故D正确。
故选:ABD。
【点评】解决本题的关键要掌握电场力做功与电势差的关系、电势差与电势的关系、电势能的变化与电场力做功的关系。要注意运用公式W=qU时各个量均要代符号运算。
三、简答题:本题分必做题(第10~12题)和选做题(第13题)两部分,共计42分.请将解答填写在答题卡相应的位置.【必做题】
10.(8分)某兴趣小组用如图1所示的装置验证动能定理。
(1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用:
A.电磁打点计时器
B.电火花打点计时器
为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择B(选填“A”或“B”)。
(2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔。实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢加入沙子,直到小车开始运动。同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除。同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动。看法正确的同学是乙(选填“甲”或“乙”)。
(3)消除摩擦力的影响后,在砝码盘中加入砝码。接通打点计时器电源,松开小车,小车运动。纸带被打出一系列点,其中的一段如图2所示。图中纸带按实际尺寸画出,纸带上A点的速度vA=0.31m/s。
【考点】MJ:探究功与速度变化的关系
【专题】13:实验题;31:定性思想;46:实验分析法;52D:动能定理的应用专题;65:实验能力.
【分析】(1)电火花打点计时器对纸带的阻力要小于电磁打点计时器对纸带的阻力;
(2)甲同学的方案中,沙子和盘的重力等于最大静摩擦力;乙同学的方案中,沙子和盘的重力等于滑动摩擦力摩擦力;
(3)只有当小车的质量远大于砝码、砝码盘和沙子总质量时,绳子的拉力F才近似等于砝码、砝码盘和沙子中重力mg。
【解答】解:(1)电磁打点计时器是通过机械振动打点的,而电火花打点计时器是通过电火花来打点,用电火花打点计时器能使纸带在运动时受到的阻力较小,所以应选择B;
(2)同学乙的做法正确。只有让小车做匀速直线运动才能够判断摩擦力和沙子和盘的重力大小相等,才能够消除摩擦力的影响。对于甲同学,小车开始运动时,沙子和盘的重力等于最大静摩擦力,而最大静摩擦力要略大于滑动摩擦力;
(4)对于砝码、砝码盘和沙子,根据牛顿第二定律:mg﹣F=ma,只有当小车的质量远大于砝码、砝码盘和沙子总质量时,绳子的拉力F才近似等于砝码、砝码盘和沙子中重力mg。
【点评】本题考查了证动能定理的实验。这道题平衡摩擦力的方法和传统的垫木块不同,是通过在砝码盘加沙子的方法来进行的,但判断是否消除影响方法还是一样的:让小车做匀速直线运动。
11.(10分)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下:
(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,再旋动C(选填“A““B”或“C“),直到听见“喀喀”的声音,以保证压力适当,同时防止螺旋测微器的损坏。
(2)选择电阻丝的不同(选填“同一”或“不同”)位置进行多次测量,取其平均值作为电阻丝的直径。
(3)图2甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线,将滑动变阻器接入图2乙实物电路中的正确位置。