山西省太原五中2015-2016学年高二上学期段考物理试卷(理)Word版含解析
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2015-2016学年山西省太原五中高二(上)段考物理试卷(理)
不定项选择题(共25个小题,每小题4分,共100分.)
1.下面说法中正确的是()
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷就是很小的带电体
B.库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律
C.库仑定律和万有引力定律很相似,它们都是平方反比规律
D.当两个点电荷距离趋近于零时,库仑力则趋向无穷
2.有A、B、C三个点电荷,若将A、B放在距离为12cm的位置上,B受到A的库仑力大小为F.若将B、C放在距离为12cm的位置上,B受到C的库仑力大小为2F.那么C与A所带电荷量大小之比是()
A.1:2 B.1:4 C.2:1 D.4:1
3.电场中有一点P,下列说法中正确的有()
A.若放在P点的电荷的电量减半,则P点的场强减半
B.若P点没有检验电荷,则P点场强为零
C.P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大
D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向
4.如图所示,位于同一直线上的两点电荷+q1和﹣q2将直线划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,另有一正的点电荷q3,q3对q1、q2的电场的影响不计,则()
A.q3在Ⅰ区域,可能受力向左,也可能受力向右
B.q3在Ⅱ区域,可能受力向左,也可能受力向右
C.q3在Ⅲ区域,可能受力向左,也可能受力向右
D.q3在Ⅰ、Ⅲ区域受力必定向左,在Ⅱ区域受力必定向右
5.关于电势和电势能的说法正确的是()
A.在电场中电势高的地方,电荷在那一点具有的电势能也越大
B.在电场中电势高的地方,放在那一点的电荷的电量越大,它所具有的电势能越大
C.在正的点电荷电场中任意一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负的点电荷电场中任意一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能
6.如图所示,在纸面内有一匀强电场,一带负电的小球(重力不计)在一恒力F的作用下沿图中虚线由A至B做匀速运动.已知力F和AB间夹角为θ,AB间距离为d,小球带电量为q.则()
A.匀强电场的电场强度大小为E=
B.A、B两点的电势差为
C.带电小球由A运动至B过程中电势能增加了Fdsinθ
D.若带电小球由B向A做匀速直线运动,则F必须反向
7.如图所示,a、b、c是一条电场线上的三点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离,用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示abc三点的电势和场强,可以判定()
A.φa>φb>φc B.E a>E b>E c C.φa﹣φb=φb﹣φc D.E a=E b=E c
8.如图所示,在足够大的粗糙水平绝缘面上固定着一个带负电的点电荷Q,将一个质量为m、带电量为q的小金属块(金属块可视为质点)在水平面上由静止释放,金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动.则在金属块从开始运动到停下的整个过程中()
A.金属块的加速度一直减小
B.金属块的电势能先减小后增大
C.电场力对金属块做功的值等于金属块增加的机械能
D.电场力对金属块所做功的数值一定等于摩擦产生的热
9.如图所示,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离.在a点固定放置一个点电荷,带电量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中()
A.电场力做功qU B.克服电场力做功qU
C.电场力做功大于qU D.电场力做功小于qU
10.如图所示是测定液面高度h的传感器.在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放入导电液体中,在计算机上就可以知道h的变化情况,并实现自动控制,下列说法正确的是()
A.液面高度h变大,电容变大
B.液面高度h变小,电容变大
C.金属芯线和导电液体构成电容器的两个电极
D.金属芯线的两侧构成电容器的两电极
11.在一足够大的空间内,有一做周期性变化的匀强电场.如图所示为其场强随时间变化的图象.一带电粒子(不计重力)在t=0时在电场中无初速释放,则()
A.粒子在电场中总是沿某个方向运动,位移越来越大
B.粒子在电场中来回运动,每隔,速度方向改变一次
C.粒子的速度和加速度的方向都不随时间变化,但速度和加速度的大小随时间做周期性变化D.每隔,加速度方向变化,而速度方向始终不变化,速度大小不断变化
12.如图所示,一带电粒子沿与电场线垂直的方向从电场中央进入两平行金属板间的匀强电场,已知粒子的带电量为q,两板间的电势差为U,则粒子运动过程中()
A.若粒子从电场中射出,则粒子动能增加了qU
B.若粒子从电场中射出,则电场力一定对粒子做了的功
C.若粒子打在极板上,则电场力一定对粒子做了的功
D.若粒子打在极板上,则粒子的动能一定增加了qU
13.在绝缘光滑水平面上相隔一定距离放置两个带同种电荷的小球,今同时释放两小球,则两小球加速度之比随时间变化的情况是()
A.不变 B.变大
C.变小 D.条件不足,无法判定
14.如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则()
A.φa变大,F变大B.φa变大,F变小C.φa不变,F不变D.φa不变,F变小
15.如图所示,电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动,然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中,射入方向跟极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽略,在满足电子能射出平行板区的条件下,下述四种情况中,一定能使电子的偏转角θ变大的是()
A.U1变大、U2变大B.U1变小、U2变大
C.U1变大、U2变小D.U1变小、U2变小
16.某电解电容器上标有“25V、470VμF”的字样,对此,下列说法正确的是()
A.此电容器只能在直流25V及以下电压才能正常工作
B.此电容器在20V电压下工作时,电容不再是470μF
C.当工作电压是25V时,电容才是470μF
D.这种电容器使用时,不必考虑两个引出线的极性
17.如图所示,带有等量异种电荷的两块等大平行金属板M、N水平正对放置,两板间有一带电粒子以速度v0沿直线运动,当微粒运动到P点时,将M板迅速上移一小段距离,则此后微粒的可能运动情况是()
A.方向不变沿轨迹①直线运动 B.方向改变沿轨迹②直线运动
C.沿轨迹③曲线运动 D.沿轨迹④曲线运动
18.如图所示,平行板电容器与恒定电源相连,负极板接地,在两板间有一正电荷(电荷量很少且不变)固定在P点,以U表示电容两极板间的电压,E表示两极板间的场强,E p表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,而将正极板向上移至某位置,则
()
A.U不变,Ep变小B.U不变,E p不变C.E变小,E p变大D.E变大,E p不变
19.如图所示,氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1,之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上.整个装置处于真空中,不计粒子重力及其相互作用,那么()
A.偏转电场E2对三种粒子做功一样多
B.三种粒子打到屏上时的速度一样大
C.三种粒子运动到屏上所用时间相同
D.三种粒子一定打到屏上的同一位置
20.如图所示,有三个质量相等,分别带正电、带负电和不带电的小球,从平行板电场的中点以相同的初速度垂直于电场方向进入电场,它们分别落在A、B、C三点,可以判断()
A.落在A点的小球带正电,落在B点的小球不带电
B.三个小球在电场中运动的时间相等
C.三个小球到达极板时的动能关系为E kA>E kB>E kC
D.三个小球在电场中运动时的加速度关系为a A>a B>a C
21.a、b、c三个α粒子由同一点垂直场强方向进入偏转电场,其轨迹如图所示,其中b恰好飞出电场,由此可以肯定()
①在b飞离电场的同时,a刚好打在负极板上
②b和c同时飞离电场
③进入电场时,c的速度最大,a的速度最小
④动能的增量相比,c的最小,a和b的一样大.
A.①B.①② C.②③ D.①③④
22.一个带电荷量为﹣q的油滴,从O点以速度v射入水平向右匀强电场中,v的方向与电场方向成θ角(锐角).已知油滴的质量为m,测得油滴到达运动轨迹的最高点N时,其速度大小仍为v.下列说法中正确的是()
A.最高点一定在O的左上方
B.最高点一定在O的右上方
C.最高点与O点电势差为0
D.最高点与O点电势差为
23.如图所示,A、B为平行金属板,两板相距d,分别与电源两极相连,两板的中央各有一个小孔M、N.开关S先闭合,今有一带电粒子自A板上方相距为d的P点由静止自由下落,空气阻力不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回.(P、M、N在同一竖直线上,且忽略极板的边缘效应),则()
A.如果开关S保持闭合,把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落仍能沿原路返回B.如果开关S保持闭合,把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
C.如果开关S断开,把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落仍能沿原路返回D.如果开关S断开,把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
24.如图所示,在两块带电平行金属板间,有一束电子沿Ox轴方向射入电场,在电场中的运动轨迹为OCD.已知OA=AB,则电子在OC段和CD段动能的增加量之比△E kC:△E kD为()
A.1:4 B.1:3 C.1:2 D.1:1
25.如图所示是一个说明示波管工作管理的示意图,电子经电压U1加速后以速度v0垂直进入偏转电场,离开电场时的偏转量是h.两平行板间距离为d,电势差为U2,板长是l,为提高示波管的灵敏度(每单位电压引起的偏转量)可采用以下哪些方法()
A.增大两板间电势差U2B.尽可能使板长L短一些
C.尽可能使板距d小一些 D.使加速电压U1升高一些
2015-2016学年山西省太原五中高二(上)段考物理试卷(理)
参考答案与试题解析
不定项选择题(共25个小题,每小题4分,共100分.)
1.下面说法中正确的是()
A.库仑定律适用于点电荷,点电荷就是很小的带电体
B.库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律
C.库仑定律和万有引力定律很相似,它们都是平方反比规律
D.当两个点电荷距离趋近于零时,库仑力则趋向无穷
【考点】库仑定律.
【专题】定性思想;推理法;电场力与电势的性质专题.
【分析】清楚库仑定律的适用条件,了解点电荷这一个理想化的模型.
两个带电体间的距离趋近于零时,带电体已经不能看成点电荷呢.
运用引力定律与库仑定律的表达式,从而即可判定C选项的正确与否.
【解答】解:A、库仑定律的适用条件是:真空和静止点电荷.如果在研究的问题中,带电体的形状、大小以及电荷分布可以忽略不计,即可将它看作是一个几何点,则这样的带电体就是点电荷.一个实际的带电体能否看作点电荷,不仅和带电体本身有关,还取决于问题的性质和精度的要求,点电荷不是以体积大小来确定的,故A错误;
B、库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律,故B正确.
C、库仑定律和万有引力定律很相似,它们都是平方反比规律,故C正确.
D、当两个点电荷距离趋近于零时,库仑定律不适用,则库仑力无法确定,故D错误;
故选:BC.
【点评】清楚书本中一些定理和定律的适用条件,知道在处理复杂物理问题时建立具有普遍意义的基本规律一些不可或缺的理想模型,使得问题处理更简便.
2.有A、B、C三个点电荷,若将A、B放在距离为12cm的位置上,B受到A的库仑力大小为F.若将B、C放在距离为12cm的位置上,B受到C的库仑力大小为2F.那么C与A所带电荷量大小之比是()
A.1:2 B.1:4 C.2:1 D.4:1
【考点】库仑定律.
【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的作用力与它们电量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上.
【解答】解:将A、B放在距离为12cm的位置上,B受到A的库仑力大小为F;
将B、C放在距离为12cm的位置上,B受到C的库仑力大小为2F;
根据库仑定律公式F=k,当距离一定时,库仑力与电荷量的乘积成正比;现在库仑力变为2倍,说明电荷量乘积变为2倍,即:q B q C=2q A q B,故q C:q A=2:1;
故选C.
【点评】本题关键是根据库仑定律并采用控制变量法进行研究,基础题.
3.电场中有一点P,下列说法中正确的有()
A.若放在P点的电荷的电量减半,则P点的场强减半
B.若P点没有检验电荷,则P点场强为零
C.P点的场强越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大
D.P点的场强方向为放在该点的电荷的受力方向
【考点】电势差与电场强度的关系;电场强度.
【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】电场强度的大小与放入电场中的电荷无关,由电场本身的性质决定,方向与正电荷所受电场力的方向相同,与负电荷所受电场力方向相反.根据E=分析电荷所受电场力的大小.【解答】解:A、电场强度的大小与放入电场中的电荷无关,故A错误,B错误.
C、根据F=qE知,P点的场强越大,同一电荷在P点受到的电场力越大,故C正确.
D、P点的场强方向与放入该点正电荷所受电场力方向相同,故D错误.
故选:C.
【点评】解决本题的关键掌握电场强度的定义式,知道场强的方向规定,即与正电荷所受电场力的方向相同,与负电荷所受电场力方向相反.
4.如图所示,位于同一直线上的两点电荷+q1和﹣q2将直线划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,另有一正的点电荷q3,q3对q1、q2的电场的影响不计,则()
A.q3在Ⅰ区域,可能受力向左,也可能受力向右
B.q3在Ⅱ区域,可能受力向左,也可能受力向右
C.q3在Ⅲ区域,可能受力向左,也可能受力向右
D.q3在Ⅰ、Ⅲ区域受力必定向左,在Ⅱ区域受力必定向右
【考点】电势差与电场强度的关系.
【专题】定性思想;合成分解法;电场力与电势的性质专题.
【分析】根据库仑定律公式F=,结合矢量的合成法则,及同种电荷相斥,异种电荷相吸,
即可求解.
【解答】解:A、q3在Ⅰ区域,若点电荷+q1对q3的库仑力大于﹣q2对q3库仑力,则q3受力向左;若点电荷+q1对q3的库仑力小于﹣q2对q3库仑力,则q3受力向右,故A正确;
B、在Ⅱ区中,点电荷+q1对q3的库仑力方向向右,而﹣q2对q3库仑力方向也向右,因此q3受力一定向右,故B错误;
C、同理,在Ⅲ区中,若点电荷+q1对q3的库仑力大于﹣q2对q3库仑力,则q3受力向右;若点电荷+q1对q3的库仑力小于﹣q2对q3库仑力,则q3受力向左,故C正确;
D、由AC选项分析,可知D错误;
故选:AC
【点评】考查库仑定律的内容,掌握矢量合成法则的应用,理解两点电荷对q3库仑力的大小与方向是决定q3受力方向的关键.
5.关于电势和电势能的说法正确的是()
A.在电场中电势高的地方,电荷在那一点具有的电势能也越大
B.在电场中电势高的地方,放在那一点的电荷的电量越大,它所具有的电势能越大
C.在正的点电荷电场中任意一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能D.在负的点电荷电场中任意一点,正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能【考点】电势差与电场强度的关系;电势能.
【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】根据电势的定义式φ=分析得知:正电荷放在电势越高的位置电势能越大.在电场中电势越高的位置,电荷的电量越大所具有的电势能不一定越大,与电荷的电性、电势的正负有关.在正点电荷电场中的任意一点处,正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能,在负点电荷电场中的任意一点处,正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能【解答】解:A、正电荷放在电势越高的位置电势能越大,而负电荷放在电势越高的位置电势能越小.故A错误.
B、在电场中电势越高的位置,电荷的电量越大所具有的电势能不一定越大,与电荷的电性、电势的正负有关.故B错误.
C、无穷远处电势为零,在正点电荷电场中任意一点的电势为正值,则正电荷具有的电势能一定大于负电荷具有的电势能.故C正确.
D、无穷远处电势为零,在负点电荷电场中任意一点的电势为负值,则正电荷具有的电势能一定小于负电荷具有的电势能.故D错误.
故选:C
【点评】本题关键要掌握电势的定义式φ=,式中三个量φ、q和E p都要代入符号进行分析
6.如图所示,在纸面内有一匀强电场,一带负电的小球(重力不计)在一恒力F的作用下沿图中虚线由A至B做匀速运动.已知力F和AB间夹角为θ,AB间距离为d,小球带电量为q.则()
A.匀强电场的电场强度大小为E=
B.A、B两点的电势差为
C.带电小球由A运动至B过程中电势能增加了Fdsinθ
D.若带电小球由B向A做匀速直线运动,则F必须反向
【考点】电势能;电场强度;电势差.
【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】由题意可知,小球只受到拉力F与电场力,做匀速直线运动,所以它受到的合力为0,拉力与电场力是一对平衡力.再根据电场力做功的特点求出其他的物理量.
【解答】解:A、由题意可知,小球只受到恒力F与电场力,做匀速直线运动,所以它受到的合力为0,恒力F与电场力是一对平衡力.所以电场力的大小也是F,方向与恒力F的方向相反.即有qE=F,则得E=.故A正确.
B、从A到B的过程,电场力做功的大小:W=F•dcosθ.则AB两点的电势差为U==,故B正确;
C、从A到B的过程,电场力做负功,电势能增加,大小为F•dcosθ,故C错误;
D、要使带电小球由B向A做匀速直线运动,仍然是合力为0,故F的大小和方向都不变.故D错误.
故选AB
【点评】对小球进行正确的受力分析,得出拉力与电场力是一对平衡力是解决该题的关键.
7.如图所示,a、b、c是一条电场线上的三点,电场线的方向由a到c,a、b间距离等于b、c间距离,用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示abc三点的电势和场强,可以判定()
A.φa>φb>φc B.E a>E b>E c C.φa﹣φb=φb﹣φc D.E a=E b=E c
【考点】电场强度;电势.
【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】本题根据顺着电场线方向电势逐渐降低,判断电势关系;电场线的疏密表示电场强度的相对大小.根据匀强电场中场强与电势差的关系U=Ed,定性分析电势差的关系.
【解答】解:A、沿电场线方向电势降低,可以比较电势高低,根据电场线方向可知φa>φb >φc,故A正确.
B、D只有一条电场线,不能确定电场线的分布情况,无法比较场强的大小,故BD错误.
C、对于匀强电场,两点间的电势差U=Ed,由于电场线的疏密情况无法确定,两点间的电势差的公式U=Ed也不能适用,不能判断电势差的关系,故C错误;
故选:A.
【点评】本题考查了电场线和电势、电场强度以及电势差之间的关系,尤其注意公式U=Ed的适用条件以及公式中各个物理量的含义.
8.如图所示,在足够大的粗糙水平绝缘面上固定着一个带负电的点电荷Q,将一个质量为m、带电量为q的小金属块(金属块可视为质点)在水平面上由静止释放,金属块将在水平面上沿远离Q的方向开始运动.则在金属块从开始运动到停下的整个过程中()
A.金属块的加速度一直减小
B.金属块的电势能先减小后增大
C.电场力对金属块做功的值等于金属块增加的机械能
D.电场力对金属块所做功的数值一定等于摩擦产生的热
【考点】电势能;能量守恒定律;点电荷的场强.
【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】金属块在整个运动的过程中受电场力和摩擦力,开始电场力大于摩擦力,做加速运动,然后电场力小于摩擦力,做减速运动,最终速度为零,根据电场力做功判断电势能的变化,根据牛顿第二定律判断加速度的变化,根据能量守恒定律判断电场力做功与摩擦产生的热量关系.
【解答】解:A、开始时,电场力大于摩擦力,运动的过程中,电场力逐渐减小,则加速度减小,然后摩擦力大于电场力,加速度又逐渐增多,所以加速度先减小后增大.故A错误.
B、在整个运动的过程中,电场力一直做正功,电势能一直减小.故B错误.
C、在整个运动的过程中,金属块先加速后减速到零,动能变化为零,重力势能不变,所以机械能没有增加.电场力做的功转化为内能.故C错误.
D、根据能量守恒定律知,在整个过程中动能变化为零,重力势能不变,则电场力做的功全部转化为摩擦产生的热量.故D正确.
故选:D.
【点评】解决本题的关键理清金属块的运动过程,掌握电场力做功与电势能的关系,以及会运用能量守恒定律分析问题.
9.如图所示,a、b、c、d、e五点在一直线上,b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离.在a点固定放置一个点电荷,带电量为+Q,已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U.将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中()
A.电场力做功qU B.克服电场力做功qU
C.电场力做功大于qU D.电场力做功小于qU
【考点】电势能;电势差.
【专题】电场力与电势的性质专题.
【分析】根据电场力的方向与位移方向的关系分析电场力做功的正负.由U=Ed,定性分析b、c两点间电势差与d、e两点间电势差的关系,再由电场力做功公式W=qU研究+q从d点移动到e点的过程中电场力做功大小.
【解答】解:在+Q的电场中,将+q从d点移动到e点的过程中,电荷所受的电场力方向与位移方向相同,则电场力做正功.根据E=k得知,b、c两点间的电场强度大于d、e两点间的电场强度,b、c两点间的距离等于d、e两点间的距离,由U=Ed分析可知,将+q从d点移动到e点的过程中,电场力做功小于从从b点移动到c点的过程中电场力做功qU.所以电场力做功小于qU.
故选:D.
【点评】公式U=Ed,适用于匀强电场,但可用来定性分析非匀强电场中两点间电势差的关系.
10.如图所示是测定液面高度h的传感器.在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放入导电液体中,在计算机上就可以知道h的变化情况,并实现自动控制,下列说法正确的是()
A.液面高度h变大,电容变大
B.液面高度h变小,电容变大
C.金属芯线和导电液体构成电容器的两个电极
D.金属芯线的两侧构成电容器的两电极
【考点】电容器的动态分析;电容.
【专题】电容器专题.
【分析】金属芯线与导电液体形成一个电容器,液面高度h变化相当于正对面积变化,根据电容的决定式C=分析电容的变化.
【解答】解:A、当液面高度变大时,正对面积应增大,根据电容的决定式C=分析则知,液面高度h增大,故A正确,B错误.
C、由题意可知,金属芯线是一个整体的导体,它通过绝缘物质和外部导电液体之间形成两个电极;故C正确,D错误;
故选:AC.
【点评】本题只要掌握电容的决定式C=,就能很容易分析电容与液面高度h的关系.
11.在一足够大的空间内,有一做周期性变化的匀强电场.如图所示为其场强随时间变化的图象.一带电粒子(不计重力)在t=0时在电场中无初速释放,则()
A.粒子在电场中总是沿某个方向运动,位移越来越大
B.粒子在电场中来回运动,每隔,速度方向改变一次
C.粒子的速度和加速度的方向都不随时间变化,但速度和加速度的大小随时间做周期性变化D.每隔,加速度方向变化,而速度方向始终不变化,速度大小不断变化
【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系.
【专题】带电粒子在电场中的运动专题.
【分析】首先知道图象的意义,场强大小不变而方向周期性的变化;再以带电粒子为研究对象,受力分析和运动分析,从而判断选项.。