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4.在粗糙绝缘水平面上固定一点电荷Q,从M点无初速释放一带有恒定电量的负电小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止.则从M点运动到N点的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.小物块所受电场力逐渐增大
B.小物块具有的电势能不变
C.M点的电势可能高于N点的电势
D.小物块电势能变化量的大小等于小物块克服摩擦力做的功

分析 根据库仑定律分析小物块受到的电场力变化情况.电场力做功正功,电荷的电势能减小.由题分析可知,物块与点电荷Q是同种电荷,物块带负电,电场线从无穷远出到点电荷Q终止,根据电场线的方向判断电势的高低.根据动能定理分析物块电势能变化量的大小与克服摩擦力做的功的关系.

解答 解:A、物块与点电荷Q的距离增大,带电量均不变,根据库仑定律分析可知,小物块所受电场力逐渐减小.故A错误.
    B、由题分析可知,点电荷对物块的电场力方向向左,对物块做正功,物块的电势能减小.故B错误.
    C、由题分析可知,物块与点电荷Q是同种电荷,物块带负电,电场线从无穷远出到点电荷Q终止,根据顺着电场线电势降低可知,M点的电势低于N点的电势.故C错误.
    D、物块的初速度为零,末速度也为零,动能的变化量为零,根据动能定理可知,电场力做功与克服摩擦力做功相等,而小物块电势能变化量的大小等于电场力做功,则小物块电势能变化量的大小等于克服摩擦力做的功.故D正确.
故选:D

点评 本题分别从力和能的角度分析物块的物理量的变化情况,是研究物体运动情况常用的两个角度.

练习册系列答案
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14.如图所示,三根绳子OA、OB与OC将一重物悬挂空中而处于静止状态,现在保持绳子OA方向不变,将B点上移,且结点O点位置不动,则(  )
A.绳子OA的拉力逐渐增大B.绳子OA的拉力逐渐减小
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15.一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,制成单摆装置.在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动,由传感器测出拉力F随时间t的变化图象如图所示,则小球振动的周期为4s,此单摆的摆长为4m(重力加速度g 取10m/s2,取π2≈10).

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12.如图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验.

(1)在探究物体的加速度与力的关系时,应保持小车质量不变,这种研究实验方法是控制变量法
(2)在实验中必须平衡摩擦力,以倾斜木板平衡摩擦力,当小车做匀速直线运动时,摩擦力恰好被平衡.
(3)在平衡摩擦力后,每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力,获取多组数据.若小车质量为400g,实验中每次所用的钩码总质量范围应选A组会比较合理.(填选项前的字母)
A.10g~40g              B.200g~400g            C.1000g~2000g
(4)实验中打点计时器所使用的是频率为50Hz的交流电源,如图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分:1、2、3、4、5是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点未标出,则每两个计数点间的时间间隔是0.1 s,由该纸带可求得小车通过计数点4的速度v4=0.41m/s.(保留两位有效数字)小车的加速度a=1.1m/s2
(5)改变钩码的个数重复实验,物体质量不变时,加速度a与物体所受合力F的对应数据如表,画出a-F图象.
a(m•s-21.02.04.06.08.1
F(N)0.51.02.03.04.0
(6)由a-F图象得到的结论是物体质量不变时,物体的加速度与物体所受的合力成正比..

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19.在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图甲所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出:
(1)当m与M的大小关系满足m<<M时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
(2)一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究做加速度与质量的关系,以下做法正确的是:BC
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差
D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式 a=mg/M求出.
(3)乙图为本实验中接在50Hz的低压交流电上的打点计时器,在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带,图中所示的是每打5个点所取的计数点,但第3个计数点没有画出,设计数点1和2间距为S1,计数点4和5间距为Sn由图数据可得计算加速度的表达式是a=$\frac{{{S}_{4}-S}_{1}}{{3T}^{2}}$:该物体的加速度为0.74m/s2;(所有结果均保留两位有效数字)

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9.已知有一规格为“220V  1000W”的电炉,求
(1)电炉正常工作时,通过电阻丝的电流.
(2)电炉的电阻值.

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(2)这位同学在一次测量时,电流表、电压表的示数如图所示.由图中电流表、电压表的读数可计算出金属丝的电阻为5.2Ω.

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13.如图为某物体做直线运动的v-t图象,关于物体在前4s的运动情况,下列说法中正确的是(  )
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D.物体在前2s内做加速运动

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(2)要将木箱拉上卡车,拉力F至少需作用多长的距离?

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