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4.如图所示,两个质量相同的物体从A点静止释放,分别沿光滑面AB与AC滑到同一水平面上的B点与C点,则下列说法中正确的是(  )
A.两物体到达斜面底端时的速度相同
B.两物体到达斜面底端时的动能相同
C.两物体沿AB面和AC面运动时间相同
D.两物体从释放至到达斜面底端过程中,重力的平均功率相同

分析 由于斜面光滑,由动能定理可以判定到底端的速度和动能;对物体受力分析,求得加速度,然后列位移时间关系式计算时间,再根据功率公式即可求得平均功率.

解答 解:AB、斜面光滑,做功的只有重力,由于从同一位移下滑达到同一平面,故重力做功相同,由机械能守恒定律可知,动能变化相同,故到底端的动能相同,但是由于速度方向不一样,故速度不相同.故A错误,B正确
C、物体沿斜面向下的合力为:F=mgsinθ,故其加速度为:a=$\frac{mgsinθ}{m}$=gsinθ,位移为:x=$\frac{h}{sinθ}$,由位移时间关系:x=$\frac{1}{2}$at2
得:$\frac{h}{sinθ}$=$\frac{1}{2}$gsinθt2
解得:t=$\sqrt{\frac{2h}{gsi{n}^{2}θ}}$
沿AB的θ角小,故沿AB的运动时间长.故C错误;
D、因重力做功相同,但用时不等,则由P=$\frac{W}{t}$可知,重力做功的平均功率不相同,故D错误.
故选:B

点评 本题考查机械能守恒定律的应用,要注意AB两个选项利用功能关系进行分析更为简单方便,而不是用运动学来解,运动也能解,但是要麻烦一些.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.在如图所示的轻滑轮上跨有一轻绳,绳的两端连接着质量分别为1kg和2kg的物体A和B.现以50N的恒力F向上提滑轮的轴,不计滑轮质量及滑轮与绳间摩擦,求A和B的加速度各为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

15.下列说法正确的是(  )
A.平抛运动的物体速度变化量的方向始终是竖直向下的
B.做圆周运动的物体所受各力的合力一定等于向心力
C.两个速率不等的匀速直线运动的合运动一定是曲线运动
D.曲线运动不可能是一种匀变速运动

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

12.静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力随时间t变化的图象如图所示,则下列说法中不正确的是(  )
A.0~6s内拉力做的功为零B.2~4s内拉力对物体做功为零
C.6s末物体的动量为零D.2~4s内拉力对物体的冲量为零

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

19.如图所示,为室内冰雪乐园中一个游玩项目,倾斜冰面与水平面夹角θ=30°,冰面长、宽均为L=40m,倾斜冰面两侧均安装有安全网护栏,在冰面顶端中点,由工作人员负责释放载有人的凹形滑板,与冰面相连的水平面上安有缓冲装置(图中未画出),使滑下者能安全停下.周末某父子俩前往游玩,设父亲与滑板总质量为M=80kg,儿子与滑板总质量为m=40kg,父子俩准备一起下滑,在工作人员静止释放的瞬间,父亲沿水平方向推了一下儿子,父子俩迅速分开,并沿冰面滑下.不计一切阻力,重力加速度g取10m/s2,父子俩均视为质点.
(1)若父子俩都能安全到达冰面底端(没碰到护栏),下滑的时间t多长?
(2)父子俩都能安全达到冰面底端(没碰到护栏),父亲在推儿子时最多做功W多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.物理中存在“通量”这个物理量,“通量”的定义要用到高等数学知识.在高中阶段,对“通量”的定义采用的是简单化处理方法并辅以形象化物理模型进行理解.
(1)“磁通量”就是一种常见的“通量”.在高中阶段我们是这样来定义“磁通量”的:设在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量(图1),简称磁通.用字母ϕ表示,则ϕ=BS.磁通量可以形象地理解为穿过某一面积的磁感线条数的多少.如图2所示,空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一个面积为S的矩形线圈与竖直面间的夹角为θ,试求穿过该矩形线圈的磁通量ϕ.

(2)“电通量”也是一种常见的“通量”.在定义“电通量”时只需要把“磁通量”中的磁感应强度B替换为电场强度E即可.请同学们充分运用类比的方法解决以下问题.已知静电力常量为k.

a.如图3所示,空间存在正点电荷Q,以点电荷为球心作半径为R的球面,试求通过该球面的电通量ϕE1
b.上述情况映射的是静电场中“高斯定理”,“高斯定理”可以从库仑定律出发得到严格证明.“高斯定理”可表述为:通过静电场中任一闭合曲面的电通量等于闭合曲面内所含电荷量Q与4πk的乘积,即ϕE=4πkQ,其中k为静电力常量.试根据“高斯定理”证明:一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场,与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同,球外各点的电场强度也是E=k$\frac{Q}{r^2}$(r>R),式中r是球心到该点的距离,Q为整个球体所带的电荷量.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.如图甲所示,光滑的平行金属导轨水平放置,导轨间距L=1m,左侧接一阻值为R=0.5Ω的电阻.在MN与PQ之间存在垂直轨道平面的有界匀强磁场,磁场宽度d=1m.一质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨和金属棒的电阻.金属棒ab受水平力F的作用从磁场的左边界MN由静止开始运动,其中,F与x(x为金属棒距MN的距离)的关系如图乙所示.通过电压传感器测得电阻R两端电压随时间均匀增大.则:
(1)金属棒刚开始运动时的加速度为多少?
(2)磁感应强度B的大小为多少?
(3)若某时刻撤去外力F后金属棒的速度v随位移s的变化规律满足v=v0-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}}{mR}$s(v0为撤去外力时的速度,s为撤去外力F后的位移),且棒运动到PQ处时恰好静止,则金属棒从MN运动到PQ的整个过程中通过左侧电阻R的电荷量为多少?外力F作用的时间为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

17.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有三条水平虚线l1、l2、l3,它们之间的区域Ⅰ、Ⅱ宽度均为d,两区域分别存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,一个质量为m、边长为d、总电阻为R的正方形导线框,从l1上方一定高度处由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过l1进入磁场Ⅰ时,恰好以速度v1做匀速直线运动;当ab边在越过l2运动到l3之前的某个时刻,线框又开始以速度v2做匀速直线运动,重力加速度为g.在线框从释放到穿出磁场的过程中,下列说法正确的是(  )
A.线框中感应电流的方向不变
B.线框ab边从l1运动到l2所用时间大于从l2运动到l3所用时间
C.线框以速度v2做匀速直线运动时,发热功率为$\frac{{m}^{2}{g}^{2}R}{4{B}^{2}{d}^{2}}$sin2θ
D.线框从ab边进入磁场到速度变为v2的过程中,减少的机械能△E与重力做功WG的关系式是△E=WG+$\frac{1}{2}$mv12-$\frac{1}{2}$mv22

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

18.如图所示,矩形闭合导线与匀强磁场垂直,一定产生感应电流的是(  )
 
A.垂直于纸面平动B.以一条边为轴转动
C.沿与磁场垂直的方向平动D.以上都能产生感应电流

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