故选:C。
【点评】对于比较复杂的电荷分布周围的场强,常根据对称性求得某些不完整图形的场强,对于点电荷的场强则直接由
4.(6分)(2018?陕西二模)2018年我国即将发射“嫦娥四号”登月探测器,该探测器将首次造访月球表面,实现对地对月中继通信。如图所示,嫦娥四号在环月圆轨道I上的A点实施变轨,进人近月的椭圆轨道II,由近月点B成功落月,如图所示,下列关于“嫦娥四号”的说法,正确的是( )
求解,最后由叠加原理求得合场强。
A.沿轨道I运动至A点时,需向前喷气才能进入轨道II B.沿轨道II运行的周期大于沿轨道I运行的周期
C.沿轨道II运行时,在A点的加速度大于在B点的加速度 D.在轨道II上由A点运行到B点的过程,速度逐渐减小 【考点】4H:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
【专题】34 :比较思想;4E :模型法;52A:人造卫星问题.
【分析】根据做近心运动时万有引力大于向心力,来分析喷气的方向。根据开普勒第三定律分析卫星的运动周期和轨道半径之间的关系。根据牛顿第二定律和万有引力定律结合分析加速度关系。由开普勒第二定律或功能关系分析在轨道II上由A点运行到B点的过程速度的变化情况。
【解答】解:A、“嫦娥四号”在轨道I上做圆周运动,只有通过减速使圆周运动所需的向心力减小,做近心运动来减小轨道高度,才能轨道II.故A正确; B、根据开普勒行星运动定律知,在轨道I上运动时的半长轴大于在轨道II上运行时的半长轴,故在轨道I上运行的周期要大,故B错误;
C、“嫦娥四号”运动的过程中万有引力产生加速度,根据牛顿第二定律有 G=ma,得 a=
,知r越大,a越小,所以在A点的加速度小于在B点的加速度,
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故C错误;
D、在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程中,万有引力对其做正功,它的动能增加,速度逐渐增大,故D错误。 故选:A。
【点评】解决本题要注意:由高轨道变轨到低轨道需要减速,而由低轨道变轨到高轨道需要加速,这一点在解决变轨问题时要经常用到,一定要注意掌握。卫星运行时只有万有引力做功,机械能是守恒的。
5.(6分)(2018?陕西二模)质量相等的A、B两物体放在同一水平面上,分别受到水平拉力F1、F2的作用而从静止开始作匀加速直线运动.经过时间t0和4t0速度分别达到2v0和v0时,分别撤去F1和F2,以后物体继续做匀减速直线运动直至停止.两物体速度随时间变化的图象如图所示.设F1和F2对A、B的冲量分别为I1和I2,F1和F2对A、B做的功分别为W1和W2,则下列结论正确的是( )
A.I1>I2,W1>W2 B.I1<I2,W1>W2 C.I1<I2,W1<W2 D.I1>I2,W1<W2 【考点】52:动量定理;62:功的计算.
【专题】32 :定量思想;4C :方程法;52F:动量定理应用专题.
【分析】根据两物块做匀减速运动,求出匀减速运动的加速度之比,从而求出摩擦力之比,再根据匀加速运动的加速度之比,根据牛顿第二定律求出F1和F2的大小之比,然后根据冲量的计算公式即可求出冲量之间的关系.
速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移.根据面积比得出位移比. 撤去拉力后两图象平行,说明加速度相等,由牛顿第二定律分析则知,两物体与地面的动摩擦因数相同,对全过程研究,运用动能定理求解拉力做功. 【解答】解:从图象可知,两物块匀减速运动的加速度大小之都为
,根据牛
顿第二定律,匀减速运动中有f=ma′,则摩擦力大小都为m
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.根据图象知,匀
加速运动的加速度分别为:,,根据牛顿第二定律,匀加速运动中有F
﹣f=ma,则F1=,F2=,F1和F2的大小之比为12:5;
所以:
<1,则I1<I2;
图线与时间轴所围成的面积表示运动的位移,则位移之比为=6:
5;
两个物体的初速度、末速度都是0,所以拉力做的功与摩擦力做的功大小相等,所以:
,则W1>W2。
故选:B。
【点评】解决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度,根据牛顿第二定律,得出两个力的大小之比,以及知道速度﹣时间图线与时间轴所围成的面积表示位移.
6.(6分)(2018?陕西二模)如图甲所示,光滑绝缘水平面上,虚线MN的右侧存在磁感应强度B=2T的匀强磁场,MN的左侧有一质量m=0.1kg的矩形线圈abcd,bc边长L1=0.2m,电阻R=2.t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场,整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示,则( )
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A.恒定拉力大小为0.05N
B.线圈在第2s内的加速度大小为1m/s2 C.线圈ab边长L2=0.5m
D.在第2s内流过线圈的电量为0.2c
【考点】D9:导体切割磁感线时的感应电动势;37:牛顿第二定律.
【专题】53C:电磁感应与电路结合.
【分析】据题知线圈在磁场外做匀加速运动的时间是t=1s,由图读出t=1s时感应电流i的大小,由法拉第电磁感应定律和欧姆定律可求得此刻线圈的速度,再由牛顿第二定律和运动学公式结合求解恒定拉力的大小.根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律得出安培力与时间的关系式,由运动学公式求出加速度.先求出2s末的速度,利用平均速度公式求ab长度.根据公式q=
求解电量.
【解答】解:A、由乙图知:t=1s时,线圈中感应电流为:i=0.1A 由i==得:v1=
=
m/s=0.5m/s
根据v1=at、F=ma 得:F=m
=0.1×
N=0.05N,故A正确。
=
m/s=1.5m/s =
m/s2=1m/s2,故B正确。 m=1m,故C错误。 =
=
C=0.2C,故D正
B、t=2s时线圈速度:v2=
线圈在第2s时间内的加速度:a2=C、线圈ab边长为:L2=
=
D、在第2s内流过线圈的电量为:q=确。
故选:ABD。
【点评】本题是电磁感应与力学知识的综合应用,分析和计算安培力和拉力是关键,要熟练运用法拉第定律、欧姆定律、运动学公式等等规律,掌握感应电荷量公式q=
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.
7.(6分)(2018?陕西二模)如图所示,转台上固定有一长为4L的水平光滑细杆,两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L 的轻弹簧连接起来,小球A、B的质量分别为3m、2m。竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上,当转台绕转轴匀速转动时( )
A.小球A.B受到的向心力之比为3:2
B.当轻弹簧长度变为2L时,小球A做圆周运动的半径为1.5L
C.当轻弹簧长度变为3L时,转台转动的角速度为ω,则弹簧的劲度系数为1.8mω2 D.如果角速度逐渐增大,小球B先接触转台边沿 【考点】4A:向心力;37:牛顿第二定律.
【专题】31 :定性思想;4C :方程法;521:牛顿第二定律在圆周运动中的应用.
【分析】根据匀速圆周运动的条件分析向心力的大小关系;根据向心力的公式分析二者的半径的关系。
【解答】解:A、两个小球在水平面内做匀速圆周运动的过程中,二者需要的向心力都是弹簧的弹力提供的。根据弹簧弹力的特点可知,二者需要的向心力一定是相等的。故A错误;
B、二者一起做匀速圆周运动,所以它们的角速度是相等的。根据向心力的公式可得:
又:r1+r2=2L…② 联立可得:
,
…③.故B错误; …①
C、当轻弹簧长度变为3L时,则: r1+r2=3L…④
…⑤
联立④⑤可得弹簧的劲度系数:k=1.8mω2.故C正确;
D、由B的分析的结果可知,只要是二者一起做匀速圆周运动,则B到转轴的距离始终大于A到转轴的距离,所以增大角速度,小球B先接触转台边沿。故D
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