高中物理高考总复习强化练习 31-35

高中物理高考总复习强化练习31-35

高中物理高考总复习强化练习31

一、选择题

1.（2011・无锡模拟）

如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球

从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的

过程中，下列说法正确的是（）

A.斜劈对小球的弹力不做功

B.斜劈与小球组成的系统机械能守恒

C.斜劈的机械能守恒

D.小球重力势能减小量等于斜劈动能的增加量

［答案］BD

［解析］不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只

有小球重力做功，系统机械能守恒，故选B、D.

2.下列叙述中正确的是（）

A.做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒

B.做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒

C.外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒

D.系统内只有重力和弹力做功时，系统的机械能一定守恒

［答案］BD

［解析］做匀速直线运动的物体，若只有重力对它做功时，机械

能守恒，若重力以外的其他外力对物体做功的代数和不为零，则物体

的机械能不守恒，故A错误B正确；外力对物体做功为零时，有两

种情况：若重力不做功，则其他力对物体做功的代数和也必为零，此

时物体的机械能守恒；若重力做功，其他外力做功的代数和不为零,

此时机械能不守恒，故C错误；由机械能守恒条件知D正确.

3.（2011•青岛模拟）

a□疹6

如图所示，a、b两物块质量分别为/〃、2m,用不计质量的细绳

相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦，开始时，

。、〜两物块距离地面高度相同，用手托住物块”然后由静止释放，

直至。、方物块间高度差为瓦在此过程中，下列说法正确的是（）

A.物块。的机械能逐渐增加

2

B.物块b的机械能减少了

C.物块方的重力势能的减少量等于细绳拉力对它所做的功

D.物块。的重力势能的增加量小于其动能的增加量

［答案］AB

［解析］由于绳的拉力对物块。做正功，故。的机械能逐渐增加,

A正确；根据机械能守恒定律2/篦8・与=；（机+2皿）02+机g.,，解得：

v=yj^gh,故b减少的机械能为27ng片―/（2机）。2=争/3，故B正

确；由于细绳拉力对b做负功，故b的重力势能的减少量等于物块b

克服细绳拉力做的功和物块b增加的动能之和，C错误；物块。重力

势能增加量为机器,动能增加量为；机02=,"，故D错误.

4.（2011・莱芜模拟）如图所示，倾角为30。、高为L的固定斜面

底端与水平面平滑相连，质量分别为3机、机的两个小球A、3用一

根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球,

球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑,

它们最终均滑至水平面上.重力加速度为g,不计一切摩擦，贝！1（）

A.小球A下滑过程中，小球A、B系统的重力对系统做正功，

系统的重力势能减小

B.4球刚滑至水平面时，速度大小为零

C.小球3升高〃2时，重力对小球A做功的功率大于重力对小

球5做功的功率

D.小球8从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小

3ingL

球B做功为4

［答案］ABC

［解析］小球A下滑过程中，3球的重力对3球做负功，A球

的重力对A球做正功，但由系统的动能增大可知，系统的重力势能

减小，故小球A、8系统的重力对系统做正功，A项正确；对A、3

系统利用机械能守恒可知，A球从开始滑动到刚滑至水平面过程中，

有3mgL—机J=；X4WW2,故B项正确；小球B升高L/2

时，因两球的速度大小相等,而A球沿斜面向下的分力为1.5mg,

故此时重力对小球A做功的功率大于重力对小球B做功的功率，C

项正确，小球B从刚开始上升到开始进入斜面过程中，有3机§!一

mgL=^X4mv'2故苏="小，对3球利用动能定理又有：；机0’2

=W—mgL,故亚=9Y。,D项错误.

5.（2011•嘉兴模拟）如图所示是全球最高的（高度208米）北京朝

阳公园摩天轮，一质量为机的乘客坐在摩天轮中以速率。在竖直平

面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t=0时刻乘客在轨迹最低点

且重力势能为零，那么，下列说法正确的是（）

A.乘客运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为EP=

v

mgR(l-cos^t)

B.乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为机左一/叫

C.乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为£=；机。2

D.乘客运动的过程中，机械能随时间的变化关系为E=Lnv2

V

ItngR（lCOSRE）

［答案］AD

［解析］在最高点，根据牛顿第二定律可知，mg-N=m^t受

到座位的支持力为N=mg—/nw，B项错误；由于乘客在竖直平面内

做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能发生变化，所以乘客在运动

、、V

的过程中机械能不守恒，C项错误；在时间，内转过的弧度为无f,所

1）

以对应t时刻的重力势能为£p=mgK（l-cos产），总的机械能为E=

1VA

mv2—

Ek+£P=21cos^）,A、D两项正确.

6.（2011•青岛模拟）如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且

ON=2MO,M.N两点高度相同.小球自M点由静止自由滚下，忽

略小球经过O点时的机械能损失，以。、»、。、所分别表示小球的

速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小.下列图象中能正确反

映小球自M点到N点的运动过程的是（）

0

［答案］A

［解析］从M到O,vi=aitt从O到N,V2=vi—ait=（ai—a2）t,

0与，是一次函数关系，所以A正确；从M到0,x=1«i/2,则x与

f的图象是抛物线，所以B错误；从M到。和从。到N,加速度是

常数，所以C错误；从M到0,Ek=|znri=1/nai/2,所以D错误.

7.

（2011•德州模拟）如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P

拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，A右

端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时用手

托住B,让细线恰好伸直，然后由静止释放直至B获得最大速度.下

列有关该过程的分析正确的是（）

A.3物体的机械能一直减少

B.3物体动能的增量等于它所受重力与拉力做功之和

C.B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

D.细线的拉力对A做的功等于A物体与弹簧组成的系统机械能

的增加量

［答案］ABD

［解析］由于绳的拉力对b做负功，故b物体机械能一直减少,

A正确；根据动能定理可确定B正确；由于该过程中A的动能增加,

故B物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能与物体A动能增加量的

和，故C错误；细线的拉力对A和弹簧组成的系统做正功，根据功

能关系，D正确.

8.（2011•唐山模拟）

如图所示，在光滑固定的曲面上，放有两个质量分别为1kg和

2kg的可视为质点的小球A和3,两球之间用一根轻质弹簧相连，用

手拿着A如图所示竖直放置，AB间距离L=0.2m,小球B刚刚与曲

面接触且距水平面的高度人=（Um.此时弹簧的弹性势能EP=1J,自

由释放后两球以及弹簧从静止开始下滑到光滑地面上，以后一直沿光

滑地面运动，不计一切碰撞时机械能的损失，g取10m/s2.则下列说

法中正确的是（）

A.下滑的整个过程中弹簧和A球组成的系统机械能守恒

B.下滑的整个过程中两球及弹簧组成的系统机械能守恒

C.B球刚到地面时，速度是&m/s

D.当弹簧处于原长时，以地面为参考平面，两球在光滑水平面

上运动时的机械能为6J

［答案］BD

［解析］由于弹簧和B之间有作用，弹簧和A球组成的系统机

械能不守恒，A错误；由于没有摩擦，系统只有弹簧弹力和重力做功,

则B项正确；因为弹簧作用于反并对B做功，3的机械能不守恒,

而啦m/s是根据机械能守恒求解出的，所以C项错；根据系统机械

守恒，到地面时的机械能与刚释放时的机械能相等，又弹簧处于原长,

则E=mAg(L+h)+mngh+EP=6J,D项对.

二、非选择题

9.

如图所示滑板爱好者，脱离轨道时速度为。0,到达最高点时速

度为设人与滑板的总质量为m,若不计一切阻力，则人离开轨

道后上升的最大高度为

统一济

［答案］

［解析］选取脱离轨道时的水平面，作为参考平面，则

Ei=mgh-\-^inv\

据机械能守恒定律得

Ei=E?

vi—vi

解得无=

2g

10.

某游乐场过山车模拟简化为如图所示,光滑的过山车轨道位于竖

直平面内，该轨道由一段斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆

形轨道的半径为K.可视为质点的过山车从斜轨道上某处由静止开始

下滑，然后沿圆形轨道运动.

(1)若要求过山车能通过圆形轨道最高点，则过山车初始位置相

对于圆形轨道底部的高度h至少要多少？

(2)考虑到游客的安全，要求全过程游客受到的支持力不超过自

身重力的7倍，过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度h不得

超过多少？

［答案］(1)2.5/?(2)3/?

［解析］(1)设过山车总质量为mo,从高度加处开始下滑，恰能

以矶过圆形轨道最高点，在圆形轨道最高点有：

,nQg=m(噂①

运动过程机械能守恒：

m()ghi=2机(屋+热()曷②

由①②式得：hi=2.5R

高度人至少要2.5艮

(2)设从高度近处开始下滑，过圆形轨道最低点时速度为。2,

游客受到的支持力最大是FN=7mg

最低点时：FN—mg=nrj^）

运动过程机械能守恒:

蜂无2=展〃涕④

由③④式得：k2=3R

高度h不得超过3R.

11.（2011•福建三明第二次阶段考试）光滑曲面轨道置于高度为H

=L8m的平台上，其末端切线水平；另有一长木板两端分别搁在轨

道末端点和水平地面间，构成倾角为。=37。的斜面，如图所示.一

个可视作质点的质量为m=lkg的小球，从光滑曲面上由静止开始下

滑（不计空气阻力，glOm/s2,sin37°^0.6,cos37°^0.8）

⑴若小球从高h=0.2m处下滑，则小球离开平台时速度研）的大

小是多少?

⑵若小球下滑后正好落在木板的末端，则释放小球的高度h为

多大？

(3)试推导小球下滑后第一次撞击木板时的动能与它下滑高度h

的关系表达式，并作用EI图象.

［答案］(l)2m/s(2)0.8m

(3)Ek=32.5h图象见解析

［解析］(1)小球从曲面上滑下，只有重力做功，由机械能守恒定

律知：

mgh=^inv»®

得=N2gh=，2X10X0.2m/s=2m/s

(2)小球离开平台后做平抛运动，小球正好落在木板的末端，则

②

岛一府

联立②③两式得：ri=4m/s

设释放小球的高度为hi,则由mghi=^mvi

济

得hi—2g—0.8m

(3)由机械能守恒定律可得：wig九=；机"

小球离开平台后做平抛运动，可看做水平方向的匀速直线运动和

竖直方向的自由落体运动，贝！］:

产前④

x=o尬

tan370=

Vy=gt®

vl=v2+vj®

Ek=：m吗⑨

由④⑤⑥⑦⑧⑨式得：a=32.5"⑩

考虑到当h>0.8m时小球不会落到斜面上，其图象如图所示

12.（2011•福建）

如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部

4B是一长为2A的竖直细管，上半部是半径为£的四分之一圆

弧弯管，管口沿水平方向，4B管内有一原长为K、下端固定的轻质

弹簧.投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5/?后锁定，在弹簧上端

放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的

鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过

程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势

能.已知重力加速度为g.求：

(1)质量为m的鱼饵到达管口。时的速度大小s；

⑵弹簧压缩到0.5/?时的弹性势能Ep；

(3)已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线

00,在90。角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵,

鱼饵的质量在;m到m之间变化，且均能落到水面.持续投放足够长

时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？

［答案］⑴爆(2)3mgR

(3)工33元火(或8.25元£2)

［解析］(1)质量为m的鱼饵到达管口。处时做圆周运动向心力

由重力提供，则有：

由①式解得：口=4袤②

(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定

律有：

耳=小8(1・5尺+x)+；机0^§)

由②③式解得：Ep=3mgR.@

(3)质量为m的鱼饵离开管口。后做平抛，设经过，时间落到水

面上，离00’的水平距离为xi,由平抛规律，有

4.5R=

Xl=01，+K⑥

由②⑤⑥式得：xi=4K⑦

2

当鱼饵的质量为彳〃时，设其到达管口C的速度为s由机械能守

恒定律有：

212

Ep=^mg（1.5R+R）+^（^m）V2⑧

由④⑧式得：02=2标⑨

2

质量为/n的鱼饵落到水平面上时，距00'的水平距离为必，

则有：

X2=V2t+R@

由⑤⑨⑩式得：X2=7R

鱼饵能够落到的最大面积S=；（7TX22—兀X/）=苧兀R2（或

8.25九£2）.⑪

高中物理高考总复习强化练习32

一、选择题

i.跳伞运动员在刚跳离飞机、降落伞尚未打开的一段时间内：

①空气阻力做正功；②重力势能增加；③动能增加；④空气阻力做负

功.以下说法中正确的是（）

A.①②B.③④

C.②④D.①③

［答案］B

［解析］跳伞运动员跳离飞机，在尚未打开降落伞的这段时间

内，运动员向下运动，重力对运动员做正功，重力势能减少；空气阻

力对运动员做负功.由于重力大于空气阻力，运动员向下做加速运动,

其动能增加，故①②错，③④对.

2.（2011•扬州模拟）

自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人

从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能（）

A.增大B.变小

C.不变D.不能确定

［答案］A

［解析］由图可知，水袋中的水的重心上升，所以水的重力势能

增大，选项A正确.

3.（2011•苏州模拟）

如图所示，用手通过弹簧拉着物体沿光滑斜面上滑，下列说法正

确的是（）

A.物体只受重力和弹簧的弹力作用，物体和弹簧组成的系统机

械能守恒

B.手的拉力做的功，等于物体和弹簧组成的系统机械能的增加

量

C.弹簧弹力对物体做的功，等于物体机械能的增加量

D.手的拉力和物体重力做的总功等于物体动能增加量

［答案］BC

［解析］对于物体和弹簧组成的系统，当只有重力做功时机械能

才守恒，手的拉力对系统做正功，系统的机械能增大，由功能原理可

知A错误，B正确.对物体，弹簧弹力是外力，物体所受外力中，

除重力外只有弹簧弹力做功，因此弹簧弹力做的功等于物体机械能的

增加量，C正确.手的拉力作用于弹簧，因此引起弹簧的形变而改变

弹性势能，故D错.

4.（2011•南宁模拟）

如图所示，具有一定初速度的物体，沿倾角为30。的粗糙斜面向

上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物

块的加速度大小为4m/s2,方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动

的过程中，下列说法正确的是（）

A.物块的机械能一定增加

B.物块的机械能一定减小

C.物块的机械能可能不变

D.物块的机械能可能增加也可能减小

［答案］A

［解析］除重力、弹力做功以外，其他力做功等于机械能的增

加量，题中除重力外，有拉力尸和摩擦力6做功，则机械能的变化

取决于耳与号做功的大小关系,由机8$加30。+6-尸=机。知：F-

Ff=mgsin30°—ma>0,即F>Ff,故尸做正功多于克服摩擦力做的功，

故机械能增加，A项正确.

5.（2011•大连模拟）

质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为K的

圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用.设某一

时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为Img,在此后小球继

续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球

克服空气阻力所做的功是（）

11

A.^mgRB.^mgR

C^mgRD.mgR

［答案］c

［解析］小球通过最低点时，绳的张力为

F=lmg®

由牛顿第二定律可知：

F-mg=

小球恰好过最高点，绳子拉力为零，由牛顿第二定律可知:

小球由最低点到最高点的过程中，由动能定理得:

—2/ngjR+WFf=^mv2—^mvl@

由①②③④可得WFf=-^mgR,所以小球克服空气阻力所做的

功!为下ngR,故C正确，A、B、D错误.

6.（2011•郑州模拟）如图所示，倾角为30。的斜面体置于水平地

面上.一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固

定于斜面体顶端的小滑轮O,A的质量为m,B的质量为46.开始时,

用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳

平行于斜面，此时3静止不动，将4由静止释放，在其下摆过程中,

斜面体始终保持静止，下列判断中错误的是（）

A.物块B受到的摩擦力先减小后增大

B.地面对斜面体的摩擦力方向一直向右

C.小球4的机械能守恒

D.小球A的机械能不守恒，4、3系统的机械能守恒

［答案］D

［解析］因斜面体和B均不动，小球A下摆过程中只有重力做功,

因此机械能守恒，C正确，D错误；开始A球在与。等高处时，绳

的拉力为零，3受到沿斜面向上的摩擦力，小球4摆至最低点时，由

彩21

FT—蜂=机面和血/04=产02得尸T=3/wg,对B物体沿斜面列方程:

4mgsm0=Ff+FT,当Fr由0增加到的过程中，R先变小后反

向增大，故A正确.以斜面体和3为一整体，因OA绳的拉力水平

方向的分力始终水平向左，故地面对斜面的摩擦力的方向一直向右,

故B正确.

7.（2011•安顺模拟）如图甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面

成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力

F,使环由静止开始运动，已知拉力方及小环速度。随时间1变化的

规律如图乙所示，重力加速度g取lOm/sz.则以下判断正确的是（）

A.小环的质量是1kg

B.细杆与地面间的倾角是30。

C.前3s内拉力户的最大功率是2.25W

D.前3s内小环机械能的增加量是5.75J

［答案］AD

［解析］设小环的质量为机，细杆与地面间的倾角为明由题图

乙知，小环在第1s内的加速度a=^pm/s2=0.5m/s2,由牛顿第二定

律得：5—zngsina=ma,又4.5=/〃gsina,得机=lkg,A正确；sina

=0.45,B错误；分析可得前3s内拉力F的最大功率以1s末为最大,

Pm=Fr=5X0.5W=2.5W,C错误；前3s内小环沿杆上升的位移x

=~^Xlm+0.5X2m=1.25m,前3s内小环机械能的增加量

inv2+mgssina=5.75J,故D正确.

8.（2011•淮南模拟）如图所示，一个质量0.5kg的小球（视为

质点）从H=12m高处，由静止开始沿光滑弧形轨道AB滑下，接着

进入半径K=4m的粗糙竖直圆环轨道，当到达环顶。时，刚好对轨

道压力为零；小球在沿左半环C3滑下后，再进入光滑弧形轨道AD,

且到达O点时速度为零.g10m/s2,下列说法正确的是（）

A.在由A到。的过程中，小球的机械能守恒

B.D点离地面的高度是12m

C.小球第一次过B点时对轨道的压力大小是30N

D.小球从B到C的过程中克服阻力做的功是1OJ

［答案］D

［解析］①小球在圆环轨道运动过程中受摩擦阻力，机械能不

守恒，故A错误；

②因为由A到。小球机械能不守恒，所以D点离地面高度小于

12m,故B错误；

③小球从A到B机械能守恒，mgH=^mVB,在B点由牛顿第二

定律解得尸N=35N,故C错误.

④小球从B到C过程，据动能定理得一；

mvB,小球在C点时，叫=时耳，解得Wf=10J,故D正确.

二、非选择题

0

如图所示，斜面的倾角为0,质量为m的滑块距挡板P的距离

为A）,滑块以初速度。。沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为

",滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑块每次与挡板

相碰均无机械能损失，求滑块经过的总路程.

2

［答案］加西+Ean〃）

［解析］滑块最终要停在斜面底部，设滑块经过的总路程为s,

对滑块运动的全程应用功能关系，全程所产生的热量为Q=\mv^+

mglosinO

又全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功，即—mgscosB

2

解以上两式可得s=%炭3+Mtan〃）

10.（2011•桂林模拟）

传送带与水平面之间的夹角为〃=30。，其上A、3两点间的距离

为1=5m,传送带在电动机的带动下以o=lm/s的速度匀速运动，现

将一质量为m=10kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点，

已知小物体与传送带之间的动摩擦因数4=与,在传送带将小物体从

A点传送到8点的过程中，求：盘取lOmH)

(1)传送带对小物体做的功；

(2)电动机做的功.

［答案］(1)255J(2)270J

［解析］

(1)小物体轻放在传送带上时，受力分析如图所示，根据牛顿第

二定律得

沿斜面方向：fimgcosO—ingsinO=ma

可知，小物体上升的加速度为

«=2.5m/s2

当小物体的速度为r=lm/s时，位移x=5­=0.2m然后小物体

乙a

将以彩=lm/s的速度完成4.8m的路程，由功能关系得：W=J£p+JEk

=mglsinO+^mv2=255J

(2)电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因

摩擦产生热量Q,由0=3得f=,=0.4s

相对位移―产=0.2m

摩擦热Q=nntgx'cos0=15J

故电动机做的功为亚电=亚+。=2701

11.(2011•苏北四市模拟)

如图所示装置由43、BC、CO三段轨道组成，轨道交接处均由

很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道

的长度s=5m,轨道CD足够长且倾角0=37。，4、D两点离轨道

3C的高度分别为/h=4.30mS2=1.35m.现让质量为机的小滑块自A

点由静止释放.已知小滑块与轨道间的动摩擦因数"=0.5,重力

加速度g取lOm/s?,sin37°=0.6>©0$37。=0.8.求：

(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小；

(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔；

(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离.

［答案］d)3m/s(2)2s(3)1.4m

［解析］(1)小滑块从AfB-Cf。过程中，由动能定理得mg(加

12

—hi)-firngs=^invi)—0

代入数据得：0o=3m/s

(2)小滑块从A-?-C过程中，由动能定理得

mgh,\—^mgs=^i1nvc,

代入数据得：0c=6m/s

小滑块沿CD段上滑的加速度大小a=gsin^=6m/s2

小滑块沿CD段上滑到最高点的时间h/=ls

由于对称性可知小滑块从最高点滑回。点的时间^2=6=1s

故小滑块第一次与第二次通过。点的时间间隔，=£I+，2=2S

(3)对小滑块运动全过程利用动能定理，设小滑块在水平轨道上

运动的总路程为s总

有：mghi=fimgs达

代入数据得s总=8.6m

故小物块最终停止的位置距B点的距离为2s—s总=L4m

12.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自

然状态时其右端位于3点.。点位于水平桌面最右端，水平桌面右

侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径K=0.8m的圆环剪

去了左上角135。的圆弧，MN为其竖直直径，尸点到桌面的竖直距离

为R,P点到桌面右侧边缘的水平距离为2R.用质量/m=0.4kg的物

块«将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B

点.用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块b将弹簧缓慢压缩到C点

释放，物块方过3点后其位移与时间的关系为X=6，-2E物块从O

点飞离桌面恰好由尸点沿切线落入圆弧轨道.g=10m/s2,求：

(1)30间的水平距离.

⑵判断物块b能否沿圆弧轨道到达M点.

⑶物块b释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功.

［答案］⑴2.5m(2)不能(3)5.6J

［解析］(D设物块由。点以初速度叽做平抛运动，落到尸点时

其竖直方向分速度为:

Vy=\[2gR

Vy

小M。

所以VD=4m/s

在桌面上过B点后初速度0o=6m/s,加速度a=-4m/s2

2_2

所以BD间位移为XBD=~~=2.5m

/a

(2)若物块能沿圆弧轨道到达M点，其速度为。M,由机械能守恒

定律得：

~1^tn2V2M=12-近2m?gRn

2

轨道对物块的压力为Bv,贝U：Bv+机2g=/«23

解得：Bv=(l—也加2g<0

所以物块不能到达M点

(3)设弹簧长为AC时的弹性势能为用>,物体a、方与桌面间的动

摩擦因数均为"，

释放物块a时，Ep=^niigxcB

释放物块分时，£p="〃12gxeB+；/«2或

且zwi=2//t2,可得Ep=/〃2晶=7.2J

物块力释放后在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为叼,

则由能量转化及守恒定律得：Ep=Wf+^m2vb

可得Wf=5.65.

高中物理高考总复习强化练习33

一、选择题

1.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用

工具测量的有（）

A.重锤的质量

B.重力加速度

C.重锤下落的高度

D.与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度

［答案］C

［解析］由机械能守恒定律列方程，等式两边都有质量可消去，

故不用测质量，只需测重锤下落高度，计算出对应点的速度，故选

C.

2.（2011•吉林模拟）关于“探究动能定理”的实验，下列叙述正

确的是（）

A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值

B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致

C.放小车的长木板应该尽量使其水平

D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出

［答案］D

［解析］本实验没有必要测出橡皮筋做的功到底是多少焦耳，只

要测出以后各次实验时橡皮筋做的功是第一次实验时的多少倍就已

经足够了，A不正确；每次实验橡皮筋伸长的长度必须保持一致，只

有这样才能保证以后各次实验时,橡皮筋做的功是第一次实验时的整

数倍，B不正确；小车运动中会受到阻力，只有使木板倾斜到一定程

度，平衡掉摩擦力才能减小误差，C不正确；实验时，应该先接通电

源，让打点计时器开始工作，然后再让小车在橡皮筋的作用下弹出，

D正确.

3.（2011•汕头模拟）下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实

验误差的说法中，正确的是（）

A.重物质量的称量不准会造成较大误差

B.重物质量选用得大些，有利于减小误差

C.重物质量选用得较小些，有利于减小误差

D.纸带下落和打点不同步会造成较大误差

［答案］BD

［解析］验证机械能守恒，即验证减少的重力势能是否等于增加

的动能即机四=；机"，其中质量可以约去，没必要测量重物质量，A

不正确.当重物质量大一些时，空气阻力可以忽略,B正确，C错误.纸

带先下落而后打点，此时，纸带上最初两点的点迹间隔较正常时略大,

用此纸带进行数据处理，其结果是重物在打第一个点时就有了初动

能，因此重物动能的增加量比重物重力势能的减少量大，D正确.

4.某同学在做利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时，拖

着纸带的小车在橡皮筋的作用下由静止运动到木板底端，在此过程中

打点计时器在纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是（）

A.始终是均匀的B.先减小后增大

C.先增大后减小D.先增大后均匀不变

［答案］D

［解析］橡皮筋对小车作用过程

中小车速度增大，所以点间距增大，

当小车离开橡皮筋后做匀速直线运

动，点的间距不再变化，所以选D.

5.用如图所示实验装置来验证机

械能守恒定律时，某同学的以下说法

中正确的是（）

A.必须用秒表测出重物下落的时间

B.实验操作时，注意手提着纸带使重物靠近计时器，先接通计

时器电源，然后松开纸带

C.如果打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分

消耗在纸带摩擦上，就会造成重力势能的变化小于动能的变化

D.验证时，可以不测量重物的质量或重力

［答案］BD

［解析］因为实验中运用打点计时器，不需要测时间，A错误;

打点计时器不竖直，重物下落时，其重力势能有一部分消耗在纸带摩

擦上，造成重力势能的减少大于动能的增量，C错误；实验时，为节

约纸带，便于测量，应使重物靠近计时器，应先通电后放手，B正确;

因为动能和势能表达式中都含有质量，可以消去，故不需测质量，D

正确.

6.“验证机械能守恒定律”的实验中，使用电磁式打点计时器

（所用交流电的频率为50Hz）,得到如图所示的纸带.图中的点为计

数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列说法正确的是

（）

0ABCDEF

［』］二2.一S3S’干$5'$6J

A.实验时应先放开纸带再接通电源

B.（S6—§1）等于（S2—S1）的6倍

C.由纸带可求出计数点B对应的速率

D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s

［答案］C

［解析］使用打点计时器时应先接通电源后松开纸带，选项A

22

错；T=5X^rs=0.1s,S6—SI=5«T,si—s\=aTt所以(舟―SI)=5($2

—Si),选项BD错误；由于$2、S3已知，计数点间的时间T=0.1s,

所以可求得计数点3对应的速度，选项C正确.

二、非选择题

7.(1)用公式为。2=,〃城时对纸带上起点的要求是_,为此，

所选择的纸带第一、第二两点间距离应接近_______.

(2)若实验中所用重物的质量机=1kg,打点纸带如图甲所示，打

点时间间隔为0.02s,则记录b点时，重物的速度08=,重

物动能EkB=.从开始下落到至B点，重物的重力势能减少

量是_______,因此可得出的结论是_______.

AcD

•»•

Xx—m

Im

—

07.817.631.449.0

02

(3)根据纸带算出相关各点的速度量出下落距离力，则以不为

纵轴，以人为横轴画出的图线应是如图乙中的.

［答案］(1)初速为零2mm

(2)0.59m/s0.17J0.17J

在实验误差范围内，重物动能的增加等于重物重力势能的减少

(3)C

［解析］(1)若重物是从初速度为零开始下落，由自由落体运动规

律SM&Z2,1取0.02s,gM9.8m/s2,可计算得§=1.9611111122mm.

(2)由匀变速直线运动规律可知

VB=AC/2T,EkB=^tnvB,AEpB—mgOB

由此可求得0b=O.59m/s

EA"=0・17J；/Ep8=0.17J

在实验误差范围内，重物动能的增加等于重物重力势能的减少.

1p2

(3)因为5机"=7Wg/l,约去机，得了=g%,所以万一人图象应是一

条过原点的有斜率的直线，直线的斜率大小等于g,所以C正确.

8.(2011•深圳模拟)用落体法验证机械能守恒定律的实验中，某

同学按照正确的操作选得纸带，但在处理纸带的过程中不小心把纸带

撕成三个小段，并丢了中间段的纸带，剩下的两段纸带如图所示.已

知电源频率为50Hz,在纸带上打出的各点间距离记录在图中.

(1)4、B两点间的平均速度是________m/s；

⑵丢失的中间段纸带上有个点；

⑶由这两段纸带可以求得重力加速度g=m/s2.

［答案］(1)0.21(2)2(3)9.5

［解析］(l)T=0.02s,U=4Q2^™=0.21m/s

(2)19.4mm—4.2mm=15.2mm.

15.2mm=«gX0.02sX0.02s,取重力加速度g=9.8m/s2.

得4,两段之间有3个间隔，故丢失2个点.

(3)15.2mm=4gX0.02sX0.02s,可知g=9.5m/s2.

9.(2011•合肥模拟)

[J

一学生利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.该弧形轨

道的末端水平，离地面的高度为”.现将一钢球从轨道的不同高度h

处由静止释放，钢球的落点距离轨道末端水平距离为X.

(1)若实验所测得的数据在误差范围内满足必=(用H.

人表示)，则说明钢球从释放到落地的过程中机械能守恒.

(2)实际上轨道是不光滑的，钢球下滑过程需要克服摩擦力做功,

已知测得钢球的质量为m,则钢球在下滑过程中克服摩擦力做功大小

为.(不计空气阻力).

［答案］(l)4Hh

［解析］(1)钢球从轨道下滑过程中，若机械能守恒，则有mgh

2

=51。2,即v=2gh

平抛过程中巴x=vt

所以x2=4Hh

(2)据动能定理mg/i—W克=；机"

所以W克=1岫一号氤

417

10.(2011•郑州模拟谋学习小组的同学利用如图所示装置验证动

能定理，按如图所示组装好器材，在未装砂子的情况下释放小桶，滑

块仍处于静止状态.你若是小组中的一位成员，要完成该实验

点书时^^块细线常轮

纸带、酒一'力

长木板水平屋验台I/2

小砂桶

⑴你认为首先要进行的步骤是_____________________

(2)实验时为了保证“滑块受到的合力可认为与砂和砂桶的总重

力大小基本相等”，砂和砂桶的总质量机与滑块的质量M应满足的

关系是

(3)实验时，让砂桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运

动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L

和这两点的速度大小与。2(5＜。2).则本实验最终要验证的数学表

达式为(用题中的字母表示).

［答案］(D平衡摩擦力(2)机《M

1,1,

(3)mgL=-zMvi—4M抗

［解析］该实验中首先要平衡摩擦力以消除摩擦力作用，而为了

保证“滑块受到的合力可以认为与砂和砂桶的总重力大小基本相

等”，需要让运动加速度尽可能小一些，即要满足a《M,本实验最

终要验证动能定理，也就是以滑块为研究对象，滑块受到的合力做功

等于滑块的动能增量，即要验证况.

11.（2011•淮南模拟）某实验小组利用如图（甲）所示的实验装置来

验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒（气垫导轨底座已调水平）.

（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=

cm；实验时将滑块从如图（甲）所示位置由静止释放，由数字

计时器读出遮光条通过光电门的时间4=1.2X10-2$,则滑块经过光

电门的瞬时速度为m/s.在本次实验中还需要测量的物理量

有：钩码的质量机、和（文字说明并用相应的字母

表不）.

（2）本实验通过比较和在实验误差允许的范围

内相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证了系统的机械能守恒.

［答案］(1)0.520.43滑块质量M滑块移动的距离

⑵mgs

［解析］(1)卡尺读数为：d=(5+0.1X2)mm=0.52cm.

皿I-.d0.52X10-2

瞬时速度0=a=］2x］0-2m/s=0.43m/s.

还需测量的物理量有：钩码质量m,滑块质量M,滑块移动的

距离s.

(2)系统若机械能守恒，则机gs=；(M+m)(3)2

故比较机gs和T(M+M(，)2,若在实验误差允许范围内相等，则

机械能守恒.

12.(2011•海南)现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如

图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一

带长方形遮光片的滑块，其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑

轮的细绳与一质量为m的祛码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；

导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间6

用d表示A点到导轨底端C点的距离，也表示A与C的高度差，b

表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电

门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速

度.完成下列填空和作图：

遮光片

图1

(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至3的过程

中，滑块、遮光片与祛码组成的系统重力势能的减小量可表示为

.动能的增加量可表示为.若在运动过程中机械能

守恒，*与s的关系式为/=.

(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑,

测量相应的s与，值，结果如下表所示：

12345

s(m)0.6000.8001.0001.2001.400

£(ms)8.227.176.445.855.43

l/?(104s-2)1.481.952.412.923.39

以s为横坐标，器为纵坐标，在答题卡对应图2位置的坐标纸中

描出第1和第5个数据点：根据5个数据点作直线，求得该直线的斜

率k=X104mT.s-2(保留3位有效数字).

图2

由测得的h、d、氏M和机数值可以计算出"一s直线的斜率ko,

将人和Ao进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实

验验证了机械能守恒定律.

［答案］⑴竿一海加+帆廨箫翳・$⑵描点

作图见解析2.39

hMgsh

=

［解析］(l)dEp=AEPM-\-dEpinMg's'^—mgs=—mgs；v瞬

bl1hNlgsh

B=~,/Ek=5(Af+M0瞬%=5(M+M(7)2.由J£p=JEk#j-mgs

=；(M+M(&2,化简得：*=湍/a

(2)图线如图.

1

4=2.39.

高中物理高考总复习强化练习34

一、选择题

1.（2011•镇江模拟）A、3是一条电场线上的两个点，一带负电的

微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点,

其速度。与时间t的关系图象如图甲所示.则此电场的电场线分布可

能是图乙中的（）

［答案］A

［解析］从图象可以直接看出，粒子的速度随时间逐渐减小；图

线的斜率逐渐增大，说明粒子的加速度逐渐变大，电场强度逐渐变大,

从4到B电场线逐渐变密.综合分析知，负电荷是顺着电场线运动,

由电场线疏处到达密处，正确选项是A.

2.（2011•新课标全国）一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲

线从。运动到c,已知质点的速率是递减的.关于〜点电场强度

E的方向，下列图示中可能正确的是（虚线是曲线在b点的切线）（）

ABCD

［答案］D

［解析］①负电荷所受电场力方向与场强方向相反，电场力的方

向指向轨迹弯曲的方向，所以A、C错误；②因质点由。到c的速率

是递减的，所以力的方向与速度方向夹角为一钝角，所以B错误，D

正确.

3.（2011•桂林模拟）

5VB

----AV----

，♦・

AB

如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线，4、3是这条直

线上的两点，一带正电的粒子以速度内向右经过A点向8点运动，

经过一段时间后，粒子以速度。B经过3点，且狈与。4方向相反，

不计粒子重力，下面说法正确的是（）

A.此电场一定是负电荷形成的电场

B.A点的电势一定低于B点的电势

C.粒子在A点的速度一定小于在B点的速度

D.粒子在4点的电势能一定小于在B点的电势能

［答案］BD

［解析］由于只有一条电场线，故无法确定电场是由何种电荷形

成的，A错误,由速度反向可知，粒子受到的电场力方向向左，所以

A到b,电场力做负功，电势能增加，D正确.由运动的对称性，可

知。是错误的.由于粒子带正电，说明电场强度方向向左，所以B

点的电势高，B正确.

4.（2011•广东）下图为静电除尘器除尘机理的示意图.尘埃在电

场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以

达到除尘的目的.下列表述正确的是（）

A.到达集尘极的尘埃带正电荷

B.电场方向由集尘极指向放电极

C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同

D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大

［答案］BD

［解析］①放电极带负电，带电尘埃带上负电，向集尘极聚集,

A错误；②电场方向由集尘极指向放电极，B正确；③带电尘埃所受

电场力的方向与电场方向相反，C错误；④同一位置带电荷量越多的

尘埃所受的电场力越大，D正确.

5.一个带负电的小球，受电场力和重力的作用，由静止开始运

动，已知电场为水平方向的匀强电场，不计空气阻力，设坐标轴如图

所示，x轴的正方向与电场方向一致，y轴的正方向竖直向下，原点

为小球的起始位置，下列哪个图可能表示此小球的运动轨迹（）

［解析］受力和初速度决定了运动形式.小球受的重力和电场力

都是恒力，则其合力也是恒力，小球由静止开始沿合力方向做匀加速

直线运动.又因小球带负电，答案D正确.

6.（2011•连云港模拟）两个相同的带电金属小球相距r时，相互

作用力大小为凡将两球接触后分开，放回原处，相互作用力大小仍

等于八则两球原来所带电量和电性（）

A.可能是等量的同种电荷

B.可能是不等量的同种电荷

C.可能是不等量的异种电荷

D.不可能是异种电荷

［答案］AC

［解析］（1）若带同种电荷，设带电量分别为Qi和0,则F=

k呼,将两球接触后分开，放回原处后相互作用力变为：F'=

人@^?2）,显然只有Q1=Q2时，才有尸