1、B单元力与物体的平衡B1力、重力、弹力B2摩擦力14 2014浙江卷 下列说法正确的是()A机械波的振幅与波源无关B机械波的传播速度由介质本身的性质决定C物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14B解析 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识机械波的振幅与波源有关，选项A错误；传播速度由介质决定，选项B正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D错误10在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和
2、G点，GH与水平面的夹角37.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E1104 N/C.小物体P1质量m2103 kg、电荷量q8106 C，受到水平向右的推力F9.98103 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t0.1 s与P1相遇P1与P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为0.5，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力
3、求：(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；(2)倾斜轨道GH的长度s.10(1)4 m/s(2)0.56 m解析 (1)设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v，受到向上的洛伦兹力为F1，受到的摩擦力为f，则F1qvBf(mgF1)由题意，水平方向合力为零Ff0联立式，代入数据解得v4 m/s(2)设P1在G点的速度大小为vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理qErsin mgr(1cos )mvmv2P1在GH上运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为a1，根据牛顿第二定律qEcos mgsin (mgcos qEsin )ma1P1与P2在GH上相遇时，设P1在GH上运动
4、的距离为s1，则s1vGta1t2设P2质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则m2gsin m2gcos m2a2P1与P2在GH上相遇时，设P2在GH上运动的距离为s2，则s2a2t2联立式，代入数据得ss1s2s0.56 mB3力的合成与分解10在如图所示的竖直平面内，水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点，GH与水平面的夹角37.过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B1.25 T；过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度E1104 N/C.小物体P1质量m2103 kg、电荷量q
5、8106 C，受到水平向右的推力F9.98103 N的作用，沿CD向右做匀速直线运动，到达D点后撤去推力当P1到达倾斜轨道底端G点时，不带电的小物体P2在GH顶端静止释放，经过时间t0.1 s与P1相遇P1与P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为0.5，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，物体电荷量保持不变，不计空气阻力求：(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小；(2)倾斜轨道GH的长度s.10(1)4 m/s(2)0.56 m解析 (1)设小物体P1在匀强磁场中运动的速度为v，受到向上的洛伦兹力为F1，受到的摩擦力为f，则F1qvBf(mgF1)由题意，水平
6、方向合力为零Ff0联立式，代入数据解得v4 m/s(2)设P1在G点的速度大小为vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理qErsin mgr(1cos )mvmv2P1在GH上运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为a1，根据牛顿第二定律qEcos mgsin (mgcos qEsin )ma1P1与P2在GH上相遇时，设P1在GH上运动的距离为s1，则s1vGta1t2设P2质量为m2，在GH上运动的加速度为a2，则m2gsin m2gcos m2a2P1与P2在GH上相遇时，设P2在GH上运动的距离为s2，则s2a2t2联立式，代入数据得ss1s2s0.56 mB4受力分析 物体的平
7、衡9 (18分)2014重庆卷 如题9图所示，在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，KL为上下磁场的水平分界线，在NS和MT边界上，距KL高h处分别有P、Q两点，NS和MT间距为1.8h，质量为m，带电荷量为q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g.题9图(1)求电场强度的大小和方向(2)要使粒子不从NS边界飞出，求粒子入射速度的最小值(3)若粒子能经过Q点从MT边界飞出，求粒子入射速度的所有可能值9答案 (1)E，方向竖直向上(2) (96)(3)
8、可能的速度有三个：，本题考查了带电粒子在复合场、组合场中的运动答题9图1答题9图2解析 (1)设电场强度大小为E.由题意有mgqE得E，方向竖直向上(2)如答题9图1所示，设粒子不从NS边飞出的入射速度最小值为vmin，对应的粒子在上、下区域的运动半径分别为r1和r2，圆心的连线与NS的夹角为.由r有r1，r2r1由(r1r2)sin r2r1r1cos hvmin(96)(3)如答题9图2所示，设粒子入射速度为v，粒子在上、下方区域的运动半径分别为r1和r2，粒子第一次通过KL时距离K点为x.由题意有3nx1.8h(n1，2，3)xx得r1，n3.5即n1时，v；n2时，v；n3时，v19
9、2014浙江卷 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷小球A静止在斜面上，则()第19题图A小球A与B之间库仑力的大小为B当时，细线上的拉力为0C当时，细线上的拉力为0D当时，斜面对小球A的支持力为019AC解析 本题考查库仑定律、受力分析、共点力的平衡等知识根据库仑定律可知小球A与B之间的库仑力大小为k，选项A正确若细线上的拉力为零，小
10、球A受重力、库仑力和支持力作用，如图所示，由平衡条件可得Fkmgtan ，选项B错误，选项C正确；因为两小球带同种电荷，所以斜面对小球A的支持力不可能为0，选项D错误第20题图114 2014山东卷 如图所示，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千某次维修时将两轻绳各剪去一小段，但仍保持等长且悬挂点不变木板静止时，F1表示木板所受合力的大小，F2表示单根轻绳对木板拉力的大小，则维修后()AF1不变，F2变大BF1不变，F2变小CF1变大，F2变大DF1变小，F2变小14A解析 本题考查受力分析、物体的平衡在轻绳被剪短前后，木板都处于静止状态，所以木板所受的合力都为零，即
11、F10 N因两根轻绳等长，且悬挂点等高，故两根轻绳对木板的拉力相等，均为F2.对木板进行受力分析，如图所示，则竖直方向平衡方程：2F2cos G，轻绳剪去一段后，增大，cos 减小，故F2变大选项A正确38 (12分)【物理物理34】2014山东卷 (1)一列简谐横波沿直线传播以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图像如图所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m以下判断正确的是_(双选，填正确答案标号)a波长为1.2 mb波源起振方向沿y轴正方向c波速大小为0.4 m/sd质点A的动能在t4 s时最大(2)如图所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平
12、面内的一束光线自O以角i入射，第一次到达AB边恰好发生全反射已知15，BC边长为2L，该介质的折射率为.求：()入射角i；()从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用到：sin 75或tan 152. 38答案 (1)ab(2)()45()L解析 (1)以波源O由平衡位置开始振动计时，到质点A开始振动历时3 s，O、A平衡位置相距0.9 m，所以可得波速为v m/s0.3 m/s，c错误由图得知，振动周期T4 s，所以波长为vT1.2 m，a正确A点沿y轴正向起振，所以波源起振方向也沿y轴正向，b正确t4 s时，质点位于正向最大位移处，动能为零，所以d错误(2)()根
13、据全反射规律可知，光线在AB面上P点的入射角等于临界角C，由折射定律得sin C代入数据得C45设光线在BC面上的折射角为r，由几何关系得r30由折射定律得n联立式，代入数据得i45()在OPB中，根据正弦定理得设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得OPvtv联立式，代入数据得tL39 (12分)【物理物理35】2014山东卷 (1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是_(双选，填正确答案标号)a氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级c一群处于
14、n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级39(1)cd解析 (1)由氢原子能级图可知氢原子从n2跃迁到n1的能级的能级差大于从n3跃迁到n2的能级的能级差，根据|EnEm|h和可知，|EnEm|h，选项a错误；同理从n1跃迁到n2的能级需要的光子能量大约为从n3跃迁到n2的能级差的五倍左右，对应光子波长应为从n3跃迁到n2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项b错误；氢原子从n3跃迁到n1的能级的能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项c正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|EnEm|h，选项d正确(2)如
15、图所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半求：()B的质量；()碰撞过程中A、B系统机械能的损失(2)答案 ()()mv解析 ()以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m2mBv(mmB)v由式得mB()从开始到碰后的全过程，由动量守恒定律得mv0(mmB)v设碰撞过程A、B系统机械能的损失为E，则Em
16、mB(2v)2(mmB)v2联立式得Emv14 2014广东卷 如图7所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()AM处受到的支持力竖直向上BN处受到的支持力竖直向上CM处受到的静摩擦力沿MN方向DN处受到的静摩擦力沿水平方向14A解析 支持力的方向与接触面垂直，所以M处的支持力的方向与地面垂直，即竖直向上，N处支持力的方向与接触面垂直，即垂直MN向上，故选项A正确，选项B错误；摩擦力的方向与接触面平行，与支持力垂直，故选项C、D错误15 2014广东卷 如图8所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放
17、，并落至底部，则小磁块()A在P和Q中都做自由落体运动B在两个下落过程中的机械能都守恒C在P中的下落时间比在Q中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大B5实验：探究弹力和弹簧伸长的关系21 2014浙江卷 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究第21题图1钩码数1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36第21题表1(1)某次测量如图2所示，指针示数为_ cm.(2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数LA和LB如表1.用表1数据计算弹簧的劲度系数为_ N/m(重
18、力加速度g取10 m/s2)由表数据_(选填“能”或“不能”)计算出弹簧的劲度系数第21题图221. 答案 (1)(15.9516.05)cm，有效数字位数正确(2)(12.212.8) N/m能解析 (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm，读数时需要往后估读一位故指针示数为16.000.05 cm.(2)由表1中数据可知每挂一个钩码，弹簧的平均伸长量x14 cm，弹簧的总平均伸长量x25.80 cm，根据胡克定律可求得弹簧的劲度系数为12.5 N/m，同理也能求出弹簧的劲度系数23 (10分)2014新课标卷 某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系实验装置如图(a)所示：一
19、均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100 kg的砝码时，各指针的位置记为x.测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80 m/s2)已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.图(a)(1)将表中数据补充完整：_；_P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267
20、.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)16356.043.633.828.8(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347(2)以n为横坐标，为纵坐标，在图(b)给出的坐标纸上画出 n图像图(b)(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k_N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的关系的表达式为k_N/m.23答案 (1)81.70.0122(2)略(3)(在之间均同样给分)(在之间均同样给分)解析 (1)k81.7 N/m； m
21、/N0.0122 m/N.(3)由作出的图像可知直线的斜率为5.8104，故直线方程满足5.8104n m/N，即k N/m(在之间均正确)由于60圈弹簧的原长为11.88 cm，则n圈弹簧的原长满足，代入数值，得k(在之间均正确)34(2)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系如图23(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表由数据算得劲度系数k_N/m.(g取9.80 m/s2)砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23(b)所示
22、；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v.释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_重复中的操作，得到v与x的关系如图23(c)由图可知，v与x成_关系由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比B6实验：验证力的平行四边形定则B7力与平衡问题综合8 (16分)2014重庆卷 某电子天平原理如题8图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接，当质量为m的重物放在秤盘上
23、时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I可确定重物的质量，已知线圈匝数为n，线圈电阻为R，重力加速度为g.问题8图(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C端还是从D端流出？(2)供电电流I是从C端还是D端流入？求重物质量与电流的关系(3)若线圈消耗的最大功率为P，该电子天平能称量的最大质量是多少？8答案 (1)从C端流出(2)从D端流入(3)本题借助安培力来考查力的平衡，同时借助力的平衡来考查受力平衡的临界状态解析 (1)感应电流从C端流出(2)设线圈受到的安培力为FA，外加电流从D端
24、流入由FAmg和FA2nBIL得mI(3)设称量最大质量为 m0.由mI和PI2R得m019 2014浙江卷 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行小球A的质量为m、电荷量为q.小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷小球A静止在斜面上，则()第19题图A小球A与B之间库仑力的大小为B当时，细线上的拉力为0C当时，细线上的拉力为0D当时，斜面对小球A的支持力为019AC解析 本题考查库仑定律、受力分析、共点力的平衡等知识根据库仑定律可知小球A与B之间的库仑力大小为k，选项A正确若细线上的拉力为零，小球A受重力、库仑力和支持力作用，如图所示，由平衡条件可得Fkmgtan ，选项B错误，选项C正确；因为两小球带同种电荷，所以斜面对小球A的支持力不可能为0，选项D错误第20题图1