2017物理高考分类(2017高考真题+模拟新题)E单元 功和能

合集下载

2017高考题物理真题汇编精华版(含详细解答)

2017高考题物理真题汇编精华版(含详细解答)

2017高考题物理真题汇编精华版(含详细解答)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017高考题物理真题汇编精华版(含详细解答))的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。

本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2017高考题物理真题汇编精华版(含详细解答)的全部内容。

专题1质点的直线运动(2017·高考全国卷甲)为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1〈s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v,重力加速度大小为g.求1(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.专题2相互作用1.(2017·高考全国卷甲)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2-错误!B.错误!C。

错误!D.错误!2. (多选)(2017·高考全国卷乙)如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N.初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角为α错误!。

现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变.在OM由竖直被拉到水平的过程中()A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小3.(2017·高考全国卷丙)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm 的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。

2017年最新全国各地高考物理真题汇编_E单元 功和能

2017年最新全国各地高考物理真题汇编_E单元  功和能

E1 功和功率24.E1、J2、K1[2017·北京卷] 发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN 、PQ 固定在水平面内,相距为L ,电阻不计.电阻为R 的金属导体棒ab 垂直于MN 、PQ 放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v (v 平行于MN )向右做匀速运动.图1轨道端点M 、P 间接有阻值为r 的电阻,导体棒ab 受到水平向右的外力作用.图2轨道端点M 、P 间接有直流电源,导体棒ab 通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I .(1)求在Δt 时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能;(2)从微观角度看,导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a .请在图3(图1的导体棒ab )、图4(图2的导体棒ab )中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b .我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.24.[答案] (1)B 2L 2v 2ΔtR +r BIL v Δt (2)略[解析] (1)图1中,电路中的电流I 1=BL vR +r棒ab 受到的安培力F 1=BI 1L在Δt 时间内,“发电机”产生的电能等于棒ab 克服安培力做的功E 电=F 1·v Δt =B 2L 2v 2ΔtR +r图2中,棒ab 受到的安培力F 2=BIL在Δt 时间内,“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab 做的功 E 机=F 2·v Δt =BIL v Δt (2)a.如图3、图4所示.b .设自由电荷的电荷量为q ,沿导体棒定向移动的速率为u . 如图4所示,沿棒方向的洛伦兹力f 1′=q v B ,做负功 W 1=-f 1′·u Δt =-q v Bu Δt垂直棒方向的洛伦兹力f 2′=quB ,做正功 W 2=f 2′·v Δt =quB v Δt所以W 1=-W 2,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零.f 1′做负功,阻碍自由电荷的定向移动,宏观上表现为“反电动势”,消耗电源的电能;f 2′做正功,宏观上表现为安培力做正功,使机械能增加.大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能,在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用.16.E1、E2[2017·全国卷Ⅲ] 如图所示,一质量为m 、长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )图1A.19mglB.16mglC.13mglD.12mgl 16.A [解析] 由题可知,缓慢提升绳子,在整个过程中,动能不变,则外力做功W F等于重力势能的增加量ΔE p ,将Q 端提升至M 位置处,过程如图所示.由图可知:全程重力势能增加量ΔE p 可视为NQ 段上升增加的重力势能.取NQ 段为研究对象,此段质量大小为m ′=13m ,其重心位置上升高度为h =13l ,则外力做功为W F =ΔE p =m ′gh =19mgl ,A 正确.4.D6、E1、F1[2017·天津卷] “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是()图1A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B.在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变4.B[解析] 乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,动能保持不变,而重力势能时刻改变,A错误;在最高点合外力提供向心力,方向向下,所以在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力,B正确;乘客重力的冲量等于重力与时间的乘积,C错误;乘客向下的瞬时分速度时刻在改变,所以重力的瞬时功率也时刻在变化,D错误.E2 动能动能定理3.E2[2017·江苏卷] 一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.物块初动能为E k0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能E k与位移x关系的图线是()A BC D3.C[解析] 小物块上滑过程,由动能定理得-(mg sin θ+μmg cos θ)x=E k-E k0,整理得E k =E k0-(mg sin θ+μmg cos θ)x .设小物块上滑的最大位移大小为s ,小物块下滑过程,由动能定理得(mg sin θ-μmg cos θ)(s -x )=E k -0,整理得E k =(mg sin θ-μmg cos θ)s -(mg sin θ-μmg cos θ)x ,所以选项C 正确.14.B4、E2[2017·江苏卷] 如图所示,两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者半径均为R .C 的质量为m ,A 、B 的质量都为m2,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A ,使A 缓慢移动,直至C 恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .求:图1(1)未拉A 时,C 受到B 作用力的大小F ; (2)动摩擦因数的最小值μmin ;(3)A 移动的整个过程中,拉力做的功W . 14.[答案] (1)33mg (2)32(3)(2μ-1)(3-1)mgR [解析] (1)C 受力平衡,则2F cos 30°=mg 解得F =33mg (2)C 恰好降到地面时,B 受C 压力的水平分力最大,为F x max =32mg B 受地面的摩擦力f =μmg 根据题意f min =F x max ,解得μmin =32(3)C 下降的高度h =(3-1)R A 的位移x =2(3-1)R摩擦力做功的大小W f =fx =2(3-1)μmgR 根据动能定理得W -W f +mgh =0-0解得W =(2μ-1)(3-1)mgR 24.E2、E3[2017·全国卷Ⅰ] 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s 2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.24.[答案] (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J[解析] (1)飞船着地前瞬间的机械能为E k0=12m v 20①式中,m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得E k0=4.0×108 J ②设地面附近的重力加速度大小为g .飞船进入大气层时的机械能为 E h =12m v 2h+mgh ③式中,v h 是飞船在高度1.6×105 m 处的速度大小.由③式和题给数据得 E h =2.4×1012 J ④(2)飞船在高度h ′=600 m 处的机械能为 E h ′=12m ⎝⎛⎭⎫2.0100v h 2+mgh ′ ⑤由功能原理得 W =E h ′-E k0 ⑥式中,W 是飞船从高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得W =9.7×108 J ⑦14.D5、E2[2017·全国卷Ⅲ] 2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A .周期变大B .速率变大C .动能变大D .向心加速度变大14.C [解析] 由天体知识可知T =2πRRGM,v =GM R ,a =GMR2,半径不变,周期T 、速率v 、加速度a 的大小均不变,故A 、B 、D 错误.速率v 不变,组合体质量m 变大,故动能E k =12m v 2变大,C 正确.16.E1、E2[2017·全国卷Ⅲ] 如图所示,一质量为m 、长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )图1A.19mglB.16mglC.13mglD.12mgl 16.A [解析] 由题可知,缓慢提升绳子,在整个过程中,动能不变,则外力做功W F等于重力势能的增加量ΔE p ,将Q 端提升至M 位置处,过程如图所示.由图可知:全程重力势能增加量ΔE p 可视为NQ 段上升增加的重力势能.取NQ 段为研究对象,此段质量大小为m ′=13m ,其重心位置上升高度为h =13l ,则外力做功为W F =ΔE p =m ′gh =19mgl ,A 正确.E3 机械能守恒定律22.E3、B4、I1[2017·北京卷] 如图5所示,长l =1 m 的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q =1.0×10-6 C ,匀强电场的场强E =3.0×103 N/C ,取重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:图5(1)小球所受电场力F 的大小; (2)小球的质量m ;(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v 的大小.22.[答案] (1)3.0×10-3 N (2)4.0×10-4 kg (3)2.0 m/s[解析] (1)F =qE =3.0×10-3 N (2)由qE mg=tan 37°得m =4.0×10-4 kg (3)由mgl (1-cos 37°)=12m v 2得v =2gl (1-cos 37°)=2.0 m/s9.C3、E3(多选)[2017·江苏卷] 如图所示,三个小球A 、B 、C 的质量均为m ,A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接,杆长为L .B 、C 置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A 由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°.A 、B 、C 在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g .则此下降过程中( )图1A .A 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力小于32mgB .A 的动能最大时,B 受到地面的支持力等于32mgC .弹簧的弹性势能最大时,A 的加速度方向竖直向下D .弹簧的弹性势能最大值为32mgL 9.AB [解析] A 球由静止下降经过先加速达到速度最大、再减速至速度为零的过程.当A 动能达到最大,即速度最大时,其所受合力为零,此时以A 、B 、C 整体为研究对象,整体的加速度为零,故地面对整体的支持力等于整体的重力,B 受到地面的支持力等于32mg ,选项B 正确;在A 下降加速达到最大速度之前,A 处于失重状态,以A 、B 、C 整体为研究对象,地面对整体的支持力小于整体的重力,故B 受到地面的支持力小于32mg ,选项A 正确;当弹簧的弹性势能最大时,弹簧长度最大,此时,A 处于最低点,之后A 竖直向上先加速再减速,回到原位置,以后周期性运动,选项C 错误;对整个系统由机械能守恒定律得,E pmax =mg (L cos 30°-L cos 60°)=3-12mgL ,选项D 错误. 24.E2、E3[2017·全国卷Ⅰ] 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s 2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.24.[答案] (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J[解析] (1)飞船着地前瞬间的机械能为E k0=12m v 20①式中,m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得 E k0=4.0×108 J ②设地面附近的重力加速度大小为g .飞船进入大气层时的机械能为 E h =12m v 2h+mgh ③式中,v h 是飞船在高度1.6×105 m 处的速度大小.由③式和题给数据得 E h =2.4×1012 J ④(2)飞船在高度h ′=600 m 处的机械能为 E h ′=12m ⎝⎛⎭⎫2.0100v h 2+mgh ′ ⑤由功能原理得 W =E h ′-E k0 ⑥式中,W 是飞船从高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得W =9.7×108 J ⑦10.A3、E3、F2[2017·天津卷] 如图所示,物块A 和B 通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为m A =2 kg 、m B =1 kg.初始时A 静止于水平地面上,B 悬于空中.现将B 竖直向上再举高h =1.8 m (未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A 、B 以大小相等的速度一起运动,之后B 恰好可以和地面接触.取g =10 m/s 2,空气阻力不计.求:图1(1)B 从释放到细绳刚绷直时的运动时间t ; (2)A 的最大速度v 的大小; (3)初始时B 离地面的高度H .10.[答案] (1)0.6 s (2)2 m/s (3)0.6 m[解析] (1)B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有 h =12gt 2 ① 代入数据解得 t =0.6 s ②(2)设细绳绷直前瞬间B 速度大小为v B ,有 v B =gt ③细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A 、B 的重力,A 、B 相互作用,由动量守恒得 m B v B =(m A +m B )v ④之后A 做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v 即为最大速度,联立②③④式,代入数据解得v =2 m/s ⑤(3)细绳绷直后,A 、B 一起运动,B 恰好可以和地面接触,说明此时A 、B 的速度为零,这一过程中A 、B 组成的系统机械能守恒,有12(m A+m B )v 2+m B gH =m A gH ⑥ 代入数据解得 H =0.6 m ⑦E4 实验:探究动能定理21.E4[2017·北京卷] 如图1所示,用质量为m 的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验.(1)打点计时器使用的电源是________(填选项前的字母).A.直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是________(填选项前的字母).A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且________(填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.A.打点计时器不打点B.打点计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离分别为x1、x2、x3……,如图2所示.图2实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=________,打B点时小车的速度v=________.(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2­W图像.由此图像可得v2随W变化的表达式为____________________.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是____________.(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2­W关系的是____________________.A BC D图421.[答案] (1)B (2)A B (3)mgx 2x 3-x 12T(4)v 2=kW ,k =(4.5~5.0) m 2·s -2·J -1 质量 (5)A[解析] (1)打点计时器使用交流电源,所以选项B 正确.(2)要用重力的分量来平衡摩擦力和其他阻力,所以选项A 正确.检验是否平衡了摩擦力时,要让打点计时器打点并观察小车是否匀速运动,所以选项B 正确.(3)做功表达式为W =Fx ,又因为F =mg ,x =x 2,则W =mgx 2.由中间时刻速度等于平均速度可知,v =x 3-x 12T.(4)由数学关系可得,v 2=kW ,其中k 为图像斜率,k =(4.5~5.0)m 2·s 2·J -1.由W =12M v 2可得v 2=2MW ,则图像斜率与质量有关.(5)若重物的质量不满足远小于小车质量的条件,那么重物重力势能的减小量等于重物和小车动能的增加量之和,即W =12m v 2+12M v 2,则W =12(m +M )v 2,v 2=2m +M W ,仍为正比例函数,所以A 图正确.10.E4[2017·江苏卷] 利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M =200.0 g ,钩码的质量为m =10.0 g ,打点计时器的电源为50 Hz 的交流电.图1(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到________.(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图所示.选择某一点为O ,依次每隔4 个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx ,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v ,其中打出计数点“1”时小车的速度v 1=________m/s.图1(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g =9.80 m/s 2,利用W =mg Δx 算出拉力对小车做的功W .利用E k =12M v 2算出小车动能,并求出动能的变化量ΔE k .计算结果见下表.请根据表中的数据,在方格纸上作出ΔE k ­W 图像.图1(4)实验结果表明,ΔE k 总是略小于W .某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F =________N.10.[答案] (1)小车做匀速运动 (2)0.228 (3)如图所示(4)0.093[解析] (1)小车处于平衡状态,故它被轻推后能做匀速直线运动. (2)v 1=x 1+x 22T =(2.06+2.50)×10-2 m 2×0.1 s=0.228 m/s.(4)钩码受力如图所示F 合=mg -F根据牛顿第二定律得 mg -F =ma ①小车所受合力的大小等于F ,再由牛顿第二定律得F =Ma ② 综合①②得F =Mmg M +m代入数据得F =0.2×0.01×9.80.2+0.01 N ≈0.093 N.E5 实验:验证机械能守恒定律9. E5 [2017·天津卷] (2)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.图1①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是________. A .重物选用质量和密度较大的金属锤 B .两限位孔在同一竖直面内上下对正 C .精确测量出重物的质量D .用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz 的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O 点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________.图1A .OA 、AD 和EG 的长度B .OC 、BC 和CD 的长度 C .BD 、CF 和EG 的长度 D .AC 、BD 和EG 的长度(2)①利用此装置验证机械能守恒定律,根据实验原理可判断出A 、B 能减小下落过程中空气阻力和摩擦力,能有效减小实验误差,A 、B 正确.机械能守恒定律表达式中,重物的质量可以约去,精确测量质量不能减小误差,C 错误;用手托住重物,撤手后最初一段时间,重物所做运动并不一定是自由落体运动,该操作增大误差,D 错误.②利用测量值能完成验证机械能守恒定律的依据就是重力做功和动能的变化量之间的关系,所以我们必须要确定好初、末位置的速度以及初、末位置的高度差,从四组数据可以看出,B 、C 两组数据满足此要求,所以选择B 、C.E6 功和能综合17.D6、E6[2017·全国卷Ⅱ] 如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v 从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g )( )图1A.v 216gB.v 28gC.v 24gD.v 22g17.B [解析] 物块上升到最高点的过程,机械能守恒,有12m v 2=2mgr +12m v 21,由平抛运动规律,水平方向,有x =v 1t ,竖直方向,有2r =12gt 2,解得x =4v 2gr -16r 2,当r =v 28g 时,x 最大,B 正确.。

2017-2019年高考真题物理分项汇编_专题07 功和能

2017-2019年高考真题物理分项汇编_专题07 功和能

专题07 功和能1.(2019·新课标全国Ⅱ卷)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和。

取地面为重力势能零点,该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图所示。

重力加速度取10 m/s 2。

由图中数据可得A .物体的质量为2 kgB .h =0时,物体的速率为20 m/sC .h =2 m 时,物体的动能E k =40 JD .从地面至h =4 m ,物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】A .E p –h 图像知其斜率为G ,故G =80J4m=20 N ,解得m =2 kg ,故A 正确B .h =0时,E p =0,E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ,故212mv =100 J ,解得:v =10 m/s ,故B 错误;C .h =2 m 时,E p =40 J ,E k =E 机–E p =85 J –40 J=45 J ,故C 错误;D .h =0时,E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ,h =4 m 时,E k ′=E 机–E p =80 J –80 J=0 J ,故E k –E k ′=100 J ,故D 正确。

2.(2019·新课标全国Ⅲ卷)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。

距地面高度h 在3 m 以内时,物体上升、下落过程中动能E k随h 的变化如图所示。

重力加速度取10 m/s 2。

该物体的质量为A .2 kgB .1.5 kgC .1 kgD .0.5 kg【答案】C【解析】对上升过程,由动能定理,0()k k F mg h E E -+=-,得0()k k E E F mg h =-+,即F +mg =12 N ;下落过程,()(6)k mg F h E --=,即8mg F k '-==N ,联立两公式,得到m =1 kg 、F =2 N 。

高考物理-历年高考真题分类汇编2017E单元 功和能

高考物理-历年高考真题分类汇编2017E单元  功和能

E1 功和功率24.E1、J2、K1[2017·北京卷] 发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN 、PQ 固定在水平面内,相距为L ,电阻不计.电阻为R 的金属导体棒ab 垂直于MN 、PQ 放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v (v 平行于MN )向右做匀速运动.图1轨道端点M 、P 间接有阻值为r 的电阻,导体棒ab 受到水平向右的外力作用.图2轨道端点M 、P 间接有直流电源,导体棒ab 通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I .(1)求在Δt 时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能;(2)从微观角度看,导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a .请在图3(图1的导体棒ab )、图4(图2的导体棒ab )中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b .我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.24.[答案] (1)B 2L 2v 2ΔtR +r BIL v Δt (2)略[解析] (1)图1中,电路中的电流I 1=BL vR +r棒ab 受到的安培力F 1=BI 1L在Δt 时间内,“发电机”产生的电能等于棒ab 克服安培力做的功 E 电=F 1·v Δt =B 2L 2v 2Δt R +r图2中,棒ab 受到的安培力F 2=BIL在Δt 时间内,“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab 做的功 E 机=F 2·v Δt =BIL v Δt (2)a.如图3、图4所示.b .设自由电荷的电荷量为q ,沿导体棒定向移动的速率为u . 如图4所示,沿棒方向的洛伦兹力f 1′=q v B ,做负功 W 1=-f 1′·u Δt =-q v Bu Δt垂直棒方向的洛伦兹力f 2′=quB ,做正功 W 2=f 2′·v Δt =quB v Δt所以W 1=-W 2,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零.f 1′做负功,阻碍自由电荷的定向移动,宏观上表现为“反电动势”,消耗电源的电能;f 2′做正功,宏观上表现为安培力做正功,使机械能增加.大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能,在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用.16.E1、E2[2017·全国卷Ⅲ] 如图所示,一质量为m 、长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )图1A.19mglB.16mglC.13mglD.12mgl 16.A [解析] 由题可知,缓慢提升绳子,在整个过程中,动能不变,则外力做功W F等于重力势能的增加量ΔE p ,将Q 端提升至M 位置处,过程如图所示.由图可知:全程重力势能增加量ΔE p 可视为NQ 段上升增加的重力势能.取NQ 段为研究对象,此段质量大小为m ′=13m ,其重心位置上升高度为h =13l ,则外力做功为W F =ΔE p =m ′gh =19mgl ,A 正确.4.D6、E1、F1[2017·天津卷] “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是( )图1A .摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B .在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C .摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D .摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变4.B [解析] 乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,动能保持不变,而重力势能时刻改变,A 错误;在最高点合外力提供向心力,方向向下,所以在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力,B 正确;乘客重力的冲量等于重力与时间的乘积,C 错误;乘客向下的瞬时分速度时刻在改变,所以重力的瞬时功率也时刻在变化,D 错误.E2 动能 动能定理3.E2[2017·江苏卷] 一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.物块初动能为E k0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能E k 与位移x 关系的图线是( )A BC D3.C [解析] 小物块上滑过程,由动能定理得-(mg sin θ+μmg cos θ)x =E k -E k0,整理得E k =E k0-(mg sin θ+μmg cos θ)x .设小物块上滑的最大位移大小为s ,小物块下滑过程,由动能定理得(mg sin θ-μmg cos θ)(s -x )=E k -0,整理得E k =(mg sin θ-μmg cos θ)s -(mg sin θ-μmg cos θ)x ,所以选项C 正确.14.B4、E2[2017·江苏卷] 如图所示,两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者半径均为R .C 的质量为m ,A 、B 的质量都为m2,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A ,使A 缓慢移动,直至C 恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .求:图1(1)未拉A 时,C 受到B 作用力的大小F ; (2)动摩擦因数的最小值μmin ;(3)A 移动的整个过程中,拉力做的功W .14.[答案] (1)33mg (2)32(3)(2μ-1)(3-1)mgR [解析] (1)C 受力平衡,则2F cos 30°=mg 解得F =33mg (2)C 恰好降到地面时,B 受C 压力的水平分力最大,为F x max =32mg B 受地面的摩擦力f =μmg 根据题意f min =F x max ,解得μmin =32(3)C 下降的高度h =(3-1)R A 的位移x =2(3-1)R摩擦力做功的大小W f =fx =2(3-1)μmgR 根据动能定理得W -W f +mgh =0-0 解得W =(2μ-1)(3-1)mgR24.E2、E3[2017·全国卷Ⅰ] 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s 2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.24.[答案] (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J[解析] (1)飞船着地前瞬间的机械能为 E k0=12m v 20①式中,m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得 E k0=4.0×108 J ②设地面附近的重力加速度大小为g .飞船进入大气层时的机械能为 E h =12m v 2h+mgh ③式中,v h 是飞船在高度1.6×105 m 处的速度大小.由③式和题给数据得 E h =2.4×1012 J ④(2)飞船在高度h ′=600 m 处的机械能为 E h ′=12m ⎝⎛⎭⎫2.0100v h 2+mgh ′ ⑤由功能原理得 W =E h ′-E k0 ⑥式中,W 是飞船从高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得W =9.7×108 J ⑦14.D5、E2[2017·全国卷Ⅲ] 2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A .周期变大B .速率变大C .动能变大D .向心加速度变大14.C [解析] 由天体知识可知T =2πRRGM,v =GM R ,a =GMR2,半径不变,周期T 、速率v 、加速度a 的大小均不变,故A 、B 、D 错误.速率v 不变,组合体质量m 变大,故动能E k =12m v 2变大,C 正确.16.E1、E2[2017·全国卷Ⅲ] 如图所示,一质量为m 、长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )图1A.19mglB.16mglC.13mglD.12mgl 16.A [解析] 由题可知,缓慢提升绳子,在整个过程中,动能不变,则外力做功W F等于重力势能的增加量ΔE p ,将Q 端提升至M 位置处,过程如图所示.由图可知:全程重力势能增加量ΔE p 可视为NQ 段上升增加的重力势能.取NQ 段为研究对象,此段质量大小为m ′=13m ,其重心位置上升高度为h =13l ,则外力做功为W F =ΔE p =m ′gh =19mgl ,A 正确.E3 机械能守恒定律22.E3、B4、I1[2017·北京卷] 如图5所示,长l =1 m 的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q =1.0×10-6 C ,匀强电场的场强E =3.0×103 N/C ,取重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:图5(1)小球所受电场力F 的大小; (2)小球的质量m ;(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v 的大小. 22.[答案] (1)3.0×10-3 N (2)4.0×10-4 kg (3)2.0 m/s[解析] (1)F =qE =3.0×10-3 N (2)由qEmg=tan 37°得m =4.0×10-4 kg(3)由mgl (1-cos 37°)=12m v 2得v =2gl (1-cos 37°)=2.0 m/s9.C3、E3(多选)[2017·江苏卷] 如图所示,三个小球A 、B 、C 的质量均为m ,A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接,杆长为L .B 、C 置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A 由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°.A 、B 、C 在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g .则此下降过程中( )图1A .A 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力小于32mgB .A 的动能最大时,B 受到地面的支持力等于32mgC .弹簧的弹性势能最大时,A 的加速度方向竖直向下D .弹簧的弹性势能最大值为32mgL 9.AB [解析] A 球由静止下降经过先加速达到速度最大、再减速至速度为零的过程.当A 动能达到最大,即速度最大时,其所受合力为零,此时以A 、B 、C 整体为研究对象,整体的加速度为零,故地面对整体的支持力等于整体的重力,B 受到地面的支持力等于32mg ,选项B 正确;在A 下降加速达到最大速度之前,A 处于失重状态,以A 、B 、C 整体为研究对象,地面对整体的支持力小于整体的重力,故B 受到地面的支持力小于32mg ,选项A 正确;当弹簧的弹性势能最大时,弹簧长度最大,此时,A 处于最低点,之后A 竖直向上先加速再减速,回到原位置,以后周期性运动,选项C 错误;对整个系统由机械能守恒定律得,E pmax =mg (L cos 30°-L cos 60°)=3-12mgL ,选项D 错误.24.E2、E3[2017·全国卷Ⅰ] 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s 2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.24.[答案] (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J[解析] (1)飞船着地前瞬间的机械能为 E k0=12m v 20①式中,m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得 E k0=4.0×108 J ②设地面附近的重力加速度大小为g .飞船进入大气层时的机械能为 E h =12m v 2h+mgh ③式中,v h 是飞船在高度1.6×105 m 处的速度大小.由③式和题给数据得 E h =2.4×1012 J ④(2)飞船在高度h ′=600 m 处的机械能为 E h ′=12m ⎝⎛⎭⎫2.0100v h 2+mgh ′ ⑤由功能原理得 W =E h ′-E k0 ⑥式中,W 是飞船从高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得W =9.7×108 J ⑦10.A3、E3、F2[2017·天津卷] 如图所示,物块A 和B 通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为m A =2 kg 、m B =1 kg.初始时A 静止于水平地面上,B 悬于空中.现将B 竖直向上再举高h =1.8 m (未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A 、B 以大小相等的速度一起运动,之后B 恰好可以和地面接触.取g =10 m/s 2,空气阻力不计.求:图1(1)B 从释放到细绳刚绷直时的运动时间t ; (2)A 的最大速度v 的大小; (3)初始时B 离地面的高度H .10.[答案] (1)0.6 s (2)2 m/s (3)0.6 m[解析] (1)B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有 h =12gt 2 ① 代入数据解得 t =0.6 s ②(2)设细绳绷直前瞬间B 速度大小为v B ,有 v B =gt ③细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A 、B 的重力,A 、B 相互作用,由动量守恒得 m B v B =(m A +m B )v ④之后A 做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v 即为最大速度,联立②③④式,代入数据解得v =2 m/s ⑤(3)细绳绷直后,A 、B 一起运动,B 恰好可以和地面接触,说明此时A 、B 的速度为零,这一过程中A 、B 组成的系统机械能守恒,有12(m A +m B )v 2+m B gH =m A gH ⑥ 代入数据解得 H =0.6 m ⑦E4 实验:探究动能定理21.E4[2017·北京卷] 如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验.(1)打点计时器使用的电源是________(填选项前的字母).A.直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是________(填选项前的字母).A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且________(填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.A.打点计时器不打点B.打点计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离分别为x1、x2、x3……,如图2所示.图2实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=________,打B点时小车的速度v=________.(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2­W图像.由此图像可得v2随W变化的表达式为____________________.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是____________.(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v 2­W 关系的是____________________.A BC D图421.[答案] (1)B (2)A B (3)mgx 2 x 3-x 12T(4)v 2=kW ,k =(4.5~5.0) m 2·s -2·J -1 质量 (5)A[解析] (1)打点计时器使用交流电源,所以选项B 正确.(2)要用重力的分量来平衡摩擦力和其他阻力,所以选项A 正确.检验是否平衡了摩擦力时,要让打点计时器打点并观察小车是否匀速运动,所以选项B 正确.(3)做功表达式为W =Fx ,又因为F =mg ,x =x 2,则W =mgx 2. 由中间时刻速度等于平均速度可知,v =x 3-x 12T.(4)由数学关系可得,v 2=kW ,其中k 为图像斜率,k =(4.5~5.0)m 2·s 2·J -1.由W =12M v 2可得v 2=2MW ,则图像斜率与质量有关.(5)若重物的质量不满足远小于小车质量的条件,那么重物重力势能的减小量等于重物和小车动能的增加量之和,即W =12m v 2+12M v 2,则W =12(m +M )v 2,v 2=2m +M W ,仍为正比例函数,所以A 图正确.10.E4[2017·江苏卷] 利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M =200.0 g ,钩码的质量为m =10.0 g ,打点计时器的电源为50 Hz 的交流电.图1(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到________.(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图所示.选择某一点为O ,依次每隔4 个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx ,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v ,其中打出计数点“1”时小车的速度v 1=________m/s.图1(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g =9.80 m/s 2,利用W =mg Δx 算出拉力对小车做的功W .利用E k =12M v 2算出小车动能,并求出动能的变化量ΔE k .计算结果见下表.请根据表中的数据,在方格纸上作出ΔE k ­W 图像.图1(4)实验结果表明,ΔE k 总是略小于W .某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F =________N.10.[答案] (1)小车做匀速运动 (2)0.228 (3)如图所示(4)0.093[解析] (1)小车处于平衡状态,故它被轻推后能做匀速直线运动. (2)v 1=x 1+x 22T =(2.06+2.50)×10-2 m 2×0.1 s=0.228 m/s.(4)钩码受力如图所示 F 合=mg -F 根据牛顿第二定律得 mg -F =ma ①小车所受合力的大小等于F ,再由牛顿第二定律得F =Ma ② 综合①②得 F =MmgM +m代入数据得F =0.2×0.01×9.80.2+0.01 N ≈0.093 N.E5 实验:验证机械能守恒定律9. E5 [2017·天津卷] (2)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.图1①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是________.A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________.图1A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度(2)①利用此装置验证机械能守恒定律,根据实验原理可判断出A、B能减小下落过程中空气阻力和摩擦力,能有效减小实验误差,A、B正确.机械能守恒定律表达式中,重物的质量可以约去,精确测量质量不能减小误差,C错误;用手托住重物,撤手后最初一段时间,重物所做运动并不一定是自由落体运动,该操作增大误差,D错误.②利用测量值能完成验证机械能守恒定律的依据就是重力做功和动能的变化量之间的关系,所以我们必须要确定好初、末位置的速度以及初、末位置的高度差,从四组数据可以看出,B、C两组数据满足此要求,所以选择B、C.E6 功和能综合17.D6、E6[2017·全国卷Ⅱ] 如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g )( )图1A.v 216gB.v 28gC.v 24gD.v 22g17.B [解析] 物块上升到最高点的过程,机械能守恒,有12m v 2=2mgr +12m v 21,由平抛运动规律,水平方向,有x =v 1t ,竖直方向,有2r =12gt 2,解得x =4v 2gr -16r 2,当r =v 28g时,x 最大,B 正确. 1.(多选)[2017·宁夏固原一中检测] 如图K15­1甲所示,静止在水平地面上的物块A ,受到一个水平的拉力F ,F 随时间t 的变化如图乙所示.设物块与地面间的最大静摩擦力f max的大小与滑动摩擦力大小相等,则( )图K15­1A .t 1时刻物块的速度为零B .物块的最大速度出现在t 2时刻C .t 1~t 3时间内F 对物块先做正功后做负功D .拉力F 的功率最大值出现在t 2~t 3时间内1.AD [解析] 在0~t 1时间内水平拉力小于最大静摩擦力,t 1时刻物块受到的拉力与最大静摩擦力相同,物块还处于静止状态,故物块的速度为零,故A 正确;t 1~t 3时间内,合力向前,物块一直加速运动,t 3时刻后合力反向,物块做减速运动,所以t 3时刻物块的速度最大,故B 错误;t 1~t 3时间内,物块一直向前运动,F 与位移方向相同,故拉力F 一直做正功,故C 错误;在t 2时刻拉力最大,但速度不是最大,在以后的过程中,拉力减小,速度增大,故拉力F 的功率最大值出现在t 2~t 3时间内,故D 正确2.[2017·湖南衡阳八中月考] 如图K16­2甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上.一质量为m =0.2 kg 的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内),其速度v 和弹簧压缩量Δx 之间的函数图像如图乙所示,其中A 为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,g 取10 m/s 2,则下列说法正确的是( )A .小球刚接触弹簧时加速度最大B .该弹簧的劲度系数为20.0 N/mC .从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的机械能守恒D .从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,弹簧的弹性势能先增大后减小2.B [解析] 小球刚接触弹簧时加速度为g ,不是最大,小球在速度减小到最小时加速度最大,选项A 错误;图乙中A 为曲线的最高点,对应加速度为零,弹簧压缩量Δx =0.1 m ,由mg =k Δx ,解得:k =20.0 N/m ,选项B 正确;从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的机械能减小,弹簧的弹性势能一直增大,弹簧和小球系统的机械能守恒,选项C 、D 错误.3.(多选)[2017·江西萍乡一模] 如图K17­3所示,两个物体A 和B 的质量均为m ,其中物体A 置于光滑水平台上,物体B 穿在光滑竖直杆上,杆与平台有一定的距离,A 、B 两物体通过不可伸长的轻绳连接跨过台面边缘的光滑小定滑轮,绳保持与台面平行.现由静止释放两物体,当物体B 下落h 时,物体B 的速度为2v ,物体A 速度为v .关于此过程下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A .该过程中物体B 的机械能损失了15mghB .该过程中绳对物体A 做功为12m v 2C .物体A 在台面上滑动的距离为hD .该过程中绳对系统做功为52m v 23.AB [解析] 在图中的虚线对应的位置,将物体B 的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,如图所示,物体A 、B 沿着绳子的分速度相等,故sin θ=v 2v =12,θ=30°,该过程中A 、B 系统机械能守恒,故mgh =12m ·(2v )2+12m v 2①,物体B 的机械能减小量为ΔE B =mgh -12m (2v )2②,联立①②解得:ΔE B =15mgh ,故A 正确;根据动能定理,该过程中绳对物体A 做功W A =12m v 2-0=12m v 2,故B 正确;结合几何关系,物体A 滑动的距离Δx=hsin 30°-htan 30°=(2-3)h,故C错误;由于绳子不可伸长,故不能储存弹性势能,绳子对两个物体做功的代数和等于弹性势能的变化量,故该过程中绳对系统做功为零,故D 错误.。

2017年普通高等学校招生全国统一考试模拟理科综合物理试题

2017年普通高等学校招生全国统一考试模拟理科综合物理试题

二、选择题:本题共8小题,每小题6分。

在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~ 21题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

14. 某次抗震救灾中,从空中竖直投下一箱苹果,箱子上有一自动开关,当速度达到一定数值后自动弹开降降伞,以防苹果被摔坏。

竖直下落过程中箱子所受的阻力与速度成正比,在箱子加速下落过程中,对于箱子中间的一个苹果 A .受周围苹果的合力竖直向上 B .处于完全失重状态 C .所受合力越来越大D .受周围苹果的合力等于它的重力15.如图,空间中存在一个直角三角形区域ABC ,∠C=300,区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。

在AB 边上M 点处,一带负电的粒子沿垂直AC 边的方向射入该区域内,并从BC 边上N 点射出(图中未画出;)。

现调节入射粒子速率,使N 点位置在BC 边上发生变化,当入射速率为v 时,N 点离B 点最远,此时粒子在N 点的速度方向与BC 夹角为400, 已知AM=a ,不计重力。

则该粒子在磁场中运动时间为A .υπ23a B .υπ935a C .υπ43a D .υπ934a16.电磁制动器作为一种辅助的制动装置,其工作原理可简化为如图所乐装置。

A 为金属转盘,可绕中心转轴B 旋转,转盘中的小圆表示转盘下方固定的励磁线圈的磁极转盘转动起来后,若踩下制动踏板,励磁线圈中就会通以直流电,从而产生磁场(图中已用“×”、“●”标出产生的磁场力向)。

各磁极间转盘的磁通量就会随着转盘旋转而发生变化,产生可近似看成闭合圆形的感应电流,磁场对感应电流的作用力会使圆盘减速。

则A.若转盘逆时针转动,处于磁极MN 间转盘上的感应电流为顺时针方向B.与摩擦片式的机械制动方式相比,电磁制动器不会产生热量C.不论转盘转的多快,电磁制动器对转盘的制动力不变D.若在励磁线圈中加入铁芯,会提高制动效果17.如图所示,一竖直面内的轨道由倾角为600的光滑斜面AB 和光滑圆轨道AC 组成,斜面AB 与AC 平滑相切于A 点,C 为圆轨道最高点,现从距A 点s 处的B 点,静止释放一个小滑块,使其恰好通过最高点。

2017年高考物理真题分类题库考点六 功和能

2017年高考物理真题分类题库考点六 功和能

温馨提示:此题库为Word 版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,关闭Word 文档返回原板块。

考点六 功和能 1.(2017·全国丙卷·T16)如图,一质量为m ,长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂。

用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l 。

重力加速度大小为g 。

在此过程中,外力做的功为( )A.19mgl B.16mgl C. 13mglD. 12mgl【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)Q 点提到M 点的过程中,PM 段的机械能不变。

(2)MQ 段软绳的机械能增加。

(3)外力对软绳做的功等于软绳的机械能的增量。

【解析】选A 。

把Q 点提到M 点的过程中,PM 段软绳的机械能不变,MQ 段软绳的机械能的增量为mgl l mg l mg E 91)31(32)61(32=---=∆,由功能关系可知:在此过程中,外力做的功为mgl W 91=,故A 正确,B 、C 、D 错误。

2.(2017·全国甲卷·T17)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度v 从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g) ()A.2 16 v gB.2 8vgC.24vgD.22vg【解析】选B。

据机械能守恒定律有12mv2=mg·2R+12mvx2,物块从轨道上端水平飞出做平抛运动,有2R=12gt2和x=v x t,联立解得水平距离最大时,对应的轨道半径为28vg,故选B。

3.(2017·江苏高考·T3)一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处。

物块初动能为E k0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能E k与位移x关系的图线是()【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)正确受力分析。

2017高三总复习理综全国卷物理模拟试卷

2017高三总复习理综全国卷物理模拟试卷

综合模拟试卷二【综合模拟试卷】2017年普通高等学校招生全国统一考试(新课标卷) 理科综合能力测试物理模拟试卷二一、选择题(本题共8小题.每小题6分.在每小题给出的四个选项中.第1418题只有一项符合题目要求.第1921题有多项符合题目要求.全部选对的得6分.选对但不全的得3分.有选错的得0分.)14.质点做直线运动.04 s内某物理量随时何变化的关系如图所示.则( )A.若y轴表示位移.02 s内质点的运动方向不变B.若y轴表示位移.24 s内质点的运动方向不变C.若y轴表示速度.02 s内质点的运动方向不变D.若y轴表示速度.13 s内质点的运动方向不变15.如图所示.一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连.极板水平放置.极板间距为d.有一带电粒子P静止在电容器上部空间中.当在其下极板上快速插入一厚度为L的不带电的金属板后.粒子P开始运动.重力加速度为g.粒子运动加速度大小为( )A . gB . gC . gD . g16. 如图所示.在距水平地面H 和4H 高度处.同时将质量相同的a 、b 两小球以相同的初速度v 0水平抛出.则以下判断正确的是 ( )A . a 、b 两小球同时落地B . 两小球落地速度方向相同C . a 、b 两小球水平位移之比为1∶2D . a 、b 两小球水平位移之比为1∶417. 如右图所示.图中的三个电表均为理想电表.当滑动变阻器滑片P 向左端缓慢移动时.下面说法中正确的是 ( )A . 电压表V 1的读数减小.电流表A 的读数增大B . 电压表V 1的读数增大.电压表V 2的读数增大C . 电阻R P 消耗的功率增大.电容器C 所带电量增加D . 电压表V 2的读数减小.电流表A 的读数减小18. 内壁光滑.水平放置的玻璃圆环内.有一直径略小于环口直径的带正电小球.以速度v 0沿逆时针方向匀速转动.如图所示.若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感L d L -L d -L d d -L dd应强度B随时间成正比增加的变化磁场.运动过程中小球带电量不变.正确的是( )A.小球对玻璃环的压力一定不断增大B.小球受到的磁场力一定不断增大C.小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动D.磁场力对小球先做负功后做正功19. 2014年11月中国的北斗系统成为第三个被联合国认可的海上卫星导航系统.其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示.已知a、b、c为圆形轨道.轨道半径r=r b>r c.则下列说法中正确的是( )aA.在轨道a、b运行的两颗卫星加速度大小相等B.在轨道a、b运行的两颗卫星受到地球的引力一样大C.卫星在轨道a、c的运行周期T a>T cD.卫星在轨道a、c的运行速度v a>v c20.如图所示.从倾角为θ的足够长的斜面顶端P以速度v0抛出一个小球.落在斜面上某处Q点.小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为α.若把初速度变为2v0.小球仍落在斜面上.则以下说法正确的是 ( )A.夹角α将变大B . 夹角α与初速度大小无关C . 小球在空中的运动时间不变D . PQ 间距是原来间距的3倍21. 如图所示.在x >0、y >0的空间中有恒定的匀强磁场.磁感应强度的方向垂直于x O y 平面向里.大小为B .现有一质量为m 、电量为q 的带正电粒子.从在x 轴上的某点P 沿着与x 轴成30°角的方向射入磁场.不计重力的影响.则下列有关说法中正确的是( )A . 粒子在磁场中运动所经历的时间可能为B . 粒子在磁场中运动所经历的时间可能为C . 只要粒子的速率合适.粒子就可能通过坐标原点D . 粒子一定不可能通过坐标原点二、 非选择题(包括必考题和选考题两部分.第22题第25题为必考题.每个试题考生都必须作答.第33题第35题为选考题.考生根据要求作答.)(一) 必考题(共47分)22. (6分)DIS 实验是利用现代信息技术进行的实验.“用DIS 研究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示.小组同学在实验中利用小铁球从很光洁的曲面上滚下.选择DIS 以图象方式显示实验的结果.所显示的图象如图乙所示.图象的横轴表示小球距πB mq π2B mqd 点(最低点)的高度h .纵轴表示小铁球的重力势能E p 、动能E k 或机械能E .试回答下列问题:(1) 图乙的图象中.表示小球的机械能E 、动能E k 、重力势能E p 随小球距d 点的高度h 变化关系的图线分别是 (按顺序填写相应图线所对应的文字). (2) 根据图乙所示的实验图象.可以得出的结论是: .23. (9分)一课外小组同学想要测量一个电源的电动势及内阻.准备的器材有:电流表(0~200 m A.内阻是12 Ω).电阻箱R(最大阻值9.9 Ω).一个开关和若干导线. (1) 由于电流表A 的量程较小.考虑到安全因素.同学们将一个定值电阻和电流表并联.若要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的2倍.则定值电阻的阻值R 0= Ω.(2) 设计的电路图如下图.若实验中记录电阻箱的阻值R 和电流表 的示数I.并计算出得到多组数据后描点作出R-图线如图所示.则该电源的电动势E= V.内阻r = Ω.24. (14分)如图所示.在粗糙水平台阶上静止放置一质量m =1.0 kg 的小物块.它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=0.25.且与台阶边缘O 点的距离s =5 m.在台阶右侧固1I 1I定了一个圆弧挡板.圆弧半径m .今以O 点为原点建立平面直角坐标系.现用F=5 N 的水平恒力拉动小物块.已知重力加速度取g =10 m /s 2. (1) 为使小物块不能击中挡板.求拉力F 作用的最长时间.(2) 若小物块在水平台阶上运动时.水平恒力一直作用在小物块上.当小物块过O 点时撤去拉力.求小物块击中挡板上的位置的坐标.25. (18分)如图所示.电阻不计的两光滑平行金属导轨相距L=1 m .PM 、QN 部分水平放置在绝缘桌面上.半径a =1 m 的金属半圆导轨处在竖直平面内.两部分分别在M 、N 处相切. PQ 左端与R=2 Ω的电阻连接.一质量为m =1 kg 、电阻r =1 Ω的金属棒放在导轨上的PQ 处并与两导轨始终垂直.整个装置处于磁感应强度大小B=1 T 、方向竖直向上的匀强磁场中.取g =10 m /s 2.(1) 导体棒以v =3 m /s 速度在水平轨道上向右匀速运动时.求导体棒受到的安培力. (2) 若导体棒恰好能通过轨道最高点CD 处.求通过CD 处时电阻R 上的电功率. (3) 设L PM =L QN =3 m .若导体棒从PQ 处以3 m /s 匀速率沿着轨道运动.求导体棒从PQ 运动到CD 的过程中.电路中产生的焦耳热.(二) 选考题(共15分.请考生从给出的3道物理题中任选一题作答.如果多做.则按所做的第一题计分)33. 【物理选修3-3】(15分)14(1) (6分)下列说法中正确的是.A.布朗运动并不是液体分子的运动.但它说明分子永不停息地做无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点D.当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时.分子间的距离越大.分子势能越小(2) (9分)如图所示.一根两端封闭的均匀玻璃管AB.内有一段长L=3 cm的水银柱将=45 cm.L2=105 cm.管中空气的压两段空气柱隔开.当玻璃管放在水平桌面上时.L1强p=20 cm H g.现将玻璃管A端缓慢抬起直至玻璃管处于竖直状态.管中空气的温度与环境温度相同且恒为27℃.及其压强p1.①求玻璃管处于竖直状态时A端空气柱的长度L'1②若玻璃管处于竖直状态时用冰块包在A管周围以降低A管中空气的温度.直至B管中空气柱长度仍为105 cm.求此时A管中空气的温度t'.(设此过程中B管中空气的温度不变)34.【物理选修3-4】(15分)(1) (6分)如图所示.一列简谐横波沿x轴传播.在t时刻的波形如实线所示.经过Δt=3 s.其波形如虚线所示.已知图中的两个波峰的平衡位置x1与x2相距1 m.该波的周期为T.且2T<Δt<4T.则可能的最小波速为m/s.最小周期为s.(2) (9分)如图甲所示是由透明材料制成的半圆柱体.一束细光束由真空沿着径向与AB成θ角射人.对射出的折射光线的强度随θ角的变化进行记录.得到的关系如图乙所示.如图丙所示是这种材料制成的器具.左侧是半径为R 的半圆.右侧是长为8R.高为2R 的长方体.一束单色光从左侧A'点沿半径方向与长边成37°角射入器具.已知光在真空中的传播速度为c .求: ① 该透明材料的折射率. ② 光线穿过器具的时间.35. 【物理选修3-5】(15分) (1) (6分)一个原子核U 在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应.其裂变方程为U n →X S r +n .则下列叙述正确的是 .A . X 原子核中含有140个核子B . X 原子核中含有86个中子C . 因为裂变时释放能量.所以裂变后粒子的总质量数增加D . 因为裂变时释放能量.所以裂变后粒子的总质量数减少E . 因为裂变时释放能量.所以裂变后粒子的总质量减少(2) (9分)如图所示.质量为m =245 g 的物块(可视为质点)放在质量为M=0.5 kg 的木板左端.足够长的木板静止在光滑水平面上.物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4.质量为m 0=5 g 的子弹以速度v 0=300 m /s 沿水平方向射人物块并留在其中(时间极短).取g =10 m /s 2.子弹射入后.求:2359223592 10+9438+102① 物块相对木板滑行的时间. ② 物块相对木板滑行的位移.【综合模拟卷答案】2016年普通高等学校招生全国统一考试(新课标卷)理科综合能力测试物理模拟试卷二14. 【答案】C【解析】A . 若y 轴表示位移.其斜率等于速度.则知0—1 s 与1—2s 内质点的运动方向不同.故A 错误;B . 若y 轴表示位移.2—3 s 斜率为负.3—4 s 内斜率为正.所以质点的运动方向改变.故B 错误;C . 若y 轴表示速度.速度的正负表示运动方向.则0—2 s 内质点的运动方向不变.故C 正确;D . 若y 轴表示速度.可知1—3 s 内质点的运动方向发生改变.故D 错误.15. 【答案】B【解析】粒子受重力和电场力.开始时平衡.有:mg =q ; 当把金属板从电容器中快速抽出后.根据牛顿第二定律有:q -mg =ma ; 联立解得:a =g .16. 【答案】CUd -Ud L -Ld L【解析】由H=.4H=可得:t b =2t a .A 错误;由x =v 0t 可知.x a ∶x b =1∶2.C 项正确.D 项错误;设落地时速度与水平方向夹角为θ.则由tan θ=可知.tanθa ∶tan θb =1∶2.θa ≠θb .B 项错误.17. 【答案】D【解析】P 向左端缓慢移动. R P 增大.R 总=r +R 1+R 1+R P 增大.电流表读数I=减小.测量R 1两端的电压U 2=IR 2减少.故D 正确;测量R 2和R P 在总电压.或电源和R 1的外电压.即U 1=I(R 1+R P )=E-I(r +R 1)故增大.AB 错误;C . 电阻R P 消耗的功率P=I 2R P .不能确定.但电容器C 所带电量Q=C U 1增大.18. 【答案】C【解析】磁感应强度竖直向上.B 随时间成正比增加.由楞次定律可知.变化的磁场产生的感生电场沿顺时针方向;小球带正电.小球所受电场力沿顺时针方向.与小球的运动方向相反.小球做减速运动.当小球速度减小到零后.小球沿顺时针方向加速运动.速度又不大增加;A . 小球在水平面内做圆周运动.环对小球的弹力与小球所受的洛伦兹力提供向心力.小球做逆时针减速运动时.洛伦兹力与向心力方向相反.则环对小球的弹力减去洛伦兹力等于向心力.当小球速度为0时.向心力和洛伦兹力均为0.则环对小球的弹力为0.即小球对玻璃环的压力减小了.故A 错误;B . 由于小球的速度先减小后增大.由洛伦兹力公式f =qv B 可知.小球受到的磁场力先减小后增大.故B 错误;C . 小球先沿逆时针方向减速运动.过一段时间后沿顺时针方向加速运动.故C 正确;D . 洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直.磁场力对小球不做功.故D 错误.19. 【答案】AC212a gt 212b gt 0gtv B R 总【解析】由F=G .由于卫星的质量不一定相等.故B 错误;由G =ma 可知r a =r b 时在轨道a 、b 运行的两颗卫星加速度大小相等.故A 正确;由G =m =m ·r 可知r 越大.线速度越小.周期越大.由于r a >r c .故C 正确.D 错误.20. 【答案】B【解析】根据tanθ==得.小球在空中运动的时间t =.因为初速度变为原来的2倍.则小球运动的时间变为原来的2倍.故C 错误;速度与水平方向的夹角的正切值tan β==2tan θ.因为θ不变.则速度与水平方向的夹角不变.可知α不变.与初速度无关.故A 错误.B 正确;PQ 的间距s ===.初速度变为原来的2倍.则PQ 的间距变为原来的4倍.故D 错误.21. 【答案】AD【解析】由于P 点的位置不定.所以粒子在磁场中的运动圆弧对应的圆心角也不同.最大的圆心角是圆弧与y 轴相切时即30°.则运动的时间为T=.而最小的圆心角为P 点从坐标原点出发.圆心角为120°.所以运动时间为T=.则粒子在磁场中运动所经历的时间为≤t ≤.故A 正确.B 错误;粒子由P 点成30°角入射.2Mm r 2Mm r 2Mm r 2v r 224T π2012gtv t 02gt v 02v tan g θ0gtv xcos θ0v t cos θ202v tan gcos θθ5653mqB π1323mqB π23m qB π53mqB π则圆心在过P 点与速度方向垂直的方向上.如图所示.粒子在磁场中要想到达O 点.转过的圆心角肯定大于180°.而因磁场为有界.故粒子不可能通过坐标原点.故C 错误.D 正确.22. 【答案】(1) 甲、丙、乙 (2) 忽略阻力作用.小球下落过程机械能守恒 【解析】(1) 将各个时刻对应的高度和速度二次方数据标在坐标图中.用描点法作出v 2-h 图象;由mgh =mv 2.可得v 2-h 图象的斜率等于2g .根据小球下滑动能增大、重力势能减小、机械能不变可知表示小球的重力势能E P 、动能E K 、机械能E 随小球距d 点的高度h 变化关系的图线分别是乙、丙、甲.(2) 小球运动过程受到支持力和重力.拉支持力不做功.只有重力做功.小球的机械能守恒.故得出的结论是:忽略阻力作用.小球在下落过程中机械能守恒.23. 【答案】(1) 6 (2) 6.0 2.0【解析】(1) 由并联电路规律可知.并联部分电压相等.要使并联后流过定值电阻的电流是流过电流表的电流的2倍;则定值电阻的阻值应是电流表内阻的一半.故有R 0=Ω;(2) 闭合电路欧姆定律可知I= ; 则变形得:R=-4-r ;故图象中的斜率等于:k ==2.0; 故:E=6.0 V ;图象与纵坐标的交点为:-6.0=-r -4; 解得:r =2.0 Ω.1212213612612ER r ⨯+++3EI 3E24. 【答案】s (2) x =5 m y =5 m【解析】(1)为使小物块不会击中挡板.拉力F 作用最长时间t 时.小物块刚好运动到O 点.由牛顿第二定律得:F-μmg =ma 1; (2分) 解得:a 1=2.5 m /s 2;(1分)减速运动时的加速度大小为:a 2=μg =2.5 m /s 2;(1分)由运动学公式得:s =a 1t 2+a 2 (1分) 而a 1t =a 2t 2; (1分) 解得:t =t 2s . (1分)(2) 水平恒力一直作用在小物块上.由运动学公式有:=2a 1s (1分)解得小物块到达O 点时的速度为:v 0=5m /s ; (1分)小物块过O 点后做平抛运动. 水平方向:x =v 0t ; (1分)竖直方向:y =gt 2; (1分)又x 2+y 2=R 2; (2分)解得位置坐标为:x =5 m .y =5 m . (1分)25. 【答案】(1) 1 N (2) 2.2 W (3) 4.57 J 【解析】 (1) 由E=BL v ;I=;F=BIL ;解得:F=1 N 方向水平向左. (5分)(2) 在最高点CD 处有:121222t 2v 12ER rmg =m ;得v 2m /s ;E=BL v 2;P=R=W=2.2 W . (6分)(3) 在水平轨道上.E=BL v ;Q 1=t 1=3 J ;(2分) 在半圆轨道上.感应电动势最大值E m =BL v =3V(2分)V=×=J=1.57 J ; (2分)Q=Q 1+Q 2=4.57J . (1分)33. (1) 【答案】ABC【解析】A . 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动.它说明液体分子永不停息地做无规则运动.故A 正确;B . 液体表面张力产生的原因是:液体跟气体接触的表面存在一个薄层.叫做表面层.表面层里的分子比液体内部稀疏.分子间的距离比液体内部大一些.分子间的相互作用表现为引力.露珠的形成就是由于液体表面张力的作用.故B 正确;C . 液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点.故C 正确;D . 当两分子间距离大于平衡位置的间距r 0时.分子力表现为引力.故随分子间的距离增大.分子力做负功.分子势能增大.故D 错误.(2) 【答案】① 50 cm 18 cm H g ② -18 ℃ 【解析】① 根据玻意耳定律.对A 管中的空气有:p L 1S=p 1'L 1S ; (1分)对B 管中的空气有:p L 1S=(p 1 + L)L'1S ; (1分) 又:L'1 + L'2=L 1 + L 2;(1分)解得:L'1=50 cm .p 1=18 cm H g .(1分)2v a 22BLv R r ⎛⎫ ⎪+⎝⎭2092()BLv R r +2a v π2π② 由题意可知.B 管中空气的压强仍为p =20 cm H g .则A 管中空气的压强为:p '=p -L=17 cm H g ; (2分) 对A 管中的空气.有:=;(1分)解得:T'=T=255 K .(1分)A 管中空气的温度t '=- 18℃. (1分)34. (1) 【答案】5(2) 【答案】① ②【解析】① 由图乙可知.θ=37°时.折射光线开始出现.说明此时对应的入射角应是发生全反射的临界角.即C=90°-37°=53°(1分).折射率n ==. (2分) ② 因为临界角是53°.光线在玻璃砖中刚好发生3次全反射.光路图如图所示.则光程L=11R .(2分)光在器具中的传播速度v ==c ; (2分)光在器具中的传播时间t ==. (2分)35. (1) 【答案】ABE (2) 【答案】① 1 s ② 3 m【解析】子弹打入木块过程.由动量守恒定律得:m 0v 0=(m 0+m )v 1;(1分)p T ''p T 'p p 7954554Rc 1sinC 54c n 45L v 554Rc木块在木板上滑动过程.由动量守恒定律得:(m 0+m )v 1=(m 0+m +M)v 2;(1分) 对子弹木块整体.由动量定理得:-μ(m 0+m )gt =(m 0+m )(v 2-v 1);(1分)联立解得物体相对小车的滑行时间:t ==1 s .(1分)(2) 子弹射入木块后.由子弹木块和木板组成的系统.由能量守恒定律得:μ(m 0+m )gd =(m 0+m )-(m 0+m +M);(3分) 联立解得:d =3 m (2分)21--v v g 1221v 1222v。

2017年高考物理试题分类汇编及解析(14个专题)

2017年高考物理试题分类汇编及解析(14个专题)

2017年高考物理试题分类汇编及解析(14个专题)2017年高考物理试题分类汇编及解析专题01. 直线运动力和运动专题02. 曲线运动万有引力与航天专题03. 机械能和动量专题04. 电场专题05. 磁场专题06. 电磁感应专题07. 电流和电路专题08. 选修3-3专题09. 选修3-4专题10. 波粒二象性、原子结构和原子核专题11. 力学实验专题12. 电学实验专题13. 力与运动计算题专题14. 电与磁计算题2.【2017·天津卷】如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。

如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是A.绳的右端上移到b ,绳子拉力不变B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移【答案】AB【解析】设两杆间距离为d,绳长为l,Oa、Ob段长度分别为l a 和l b ,则bal l l +=,两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β,受力分析如图所示。

绳子中各部分张力相等,FF Fb a==,则βα=。

满足mgF =αcos 2,αααsin sin sin l l l d b a =+=,即ld =αsin ,αcos 2mg F =,d 和l 均不变,则sin α为定值,α为定值,cos α为定值,绳子的拉力保持不变,衣服的位置不变,故A 正确,CD 错误;将杆N 向右移一些,d 增大,则sin α增大,cos α减小,绳子的拉力增大,故B 正确。

3.【2017·新课标Ⅰ卷】如图,柔软轻绳ON 的一端O 固定,其中间某点M 拴一重物,用手拉住绳的另一端N 。

初始时,OM 竖直且MN 被拉直,OM 与MN 之间的夹角为α(π2α>)。

现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角α不变。

在OM 由竖直被拉到水平的过程中A.MN上的张力逐渐增大B.MN上的张力先增大后减小C.OM上的张力逐渐增大D.OM上的张力先增大后减小【答案】AD【解析】以重物为研究对象,受重力mg,OM绳上拉力F2,MN上拉力F1,由题意知,三个力合力始终为零,矢量三角形如图所示,在F2转至水平的过程中,MN上的张力F1逐渐增大,OM上的张力F2先增大后减小,所以AD正确,BC错误。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

E1 功和功率24.E1、J2、K1[2017·北京卷] 发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计.电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动.图1轨道端点M、P间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用.图2轨道端点M、P间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I.(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能;(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用.为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功.那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明.24.[答案] (1)B 2L 2v 2ΔtR +r BIL v Δt (2)略[解析] (1)图1中,电路中的电流I 1=BL vR +r棒ab 受到的安培力F 1=BI 1L在Δt 时间内,“发电机”产生的电能等于棒ab 克服安培力做的功 E 电=F 1·v Δt =B 2L 2v 2ΔtR +r图2中,棒ab 受到的安培力F 2=BIL在Δt 时间内,“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab 做的功 E 机=F 2·v Δt =BIL v Δt (2)a.如图3、图4所示.b .设自由电荷的电荷量为q ,沿导体棒定向移动的速率为u . 如图4所示,沿棒方向的洛伦兹力f 1′=q v B ,做负功 W 1=-f 1′·u Δt =-q v Bu Δt垂直棒方向的洛伦兹力f 2′=quB ,做正功 W 2=f 2′·v Δt =quB v Δt所以W 1=-W 2,即导体棒中一个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零.f 1′做负功,阻碍自由电荷的定向移动,宏观上表现为“反电动势”,消耗电源的电能;f 2′做正功,宏观上表现为安培力做正功,使机械能增加.大量自由电荷所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能,在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到“传递”能量的作用.16.E1、E2[2017·全国卷Ⅲ] 如图所示,一质量为m 、长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )图1A.19mglB.16mglC.13mglD.12mgl 16.A [解析] 由题可知,缓慢提升绳子,在整个过程中,动能不变,则外力做功W F等于重力势能的增加量ΔE p ,将Q 端提升至M 位置处,过程如图所示.由图可知:全程重力势能增加量ΔE p 可视为NQ 段上升增加的重力势能.取NQ 段为研究对象,此段质量大小为m ′=13m ,其重心位置上升高度为h =13l ,则外力做功为W F =ΔE p =m ′gh =19mgl ,A 正确.4.D6、E1、F1[2017·天津卷] “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是()图1A.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变B.在最高点时,乘客重力大于座椅对他的支持力C.摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零D.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变4.B[解析] 乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,动能保持不变,而重力势能时刻改变,A错误;在最高点合外力提供向心力,方向向下,所以在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力,B正确;乘客重力的冲量等于重力与时间的乘积,C错误;乘客向下的瞬时分速度时刻在改变,所以重力的瞬时功率也时刻在变化,D错误.E2 动能动能定理3.E2[2017·江苏卷] 一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.物块初动能为E k0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能E k与位移x关系的图线是()A BC D3.C [解析] 小物块上滑过程,由动能定理得-(mg sin θ+μmg cos θ)x =E k -E k0,整理得E k =E k0-(mg sin θ+μmg cos θ)x .设小物块上滑的最大位移大小为s ,小物块下滑过程,由动能定理得(mg sin θ-μmg cos θ)(s -x )=E k -0,整理得E k =(mg sin θ-μmg cosθ)s -(mg sin θ-μmg cos θ)x ,所以选项C 正确.14.B4、E2[2017·江苏卷] 如图所示,两个半圆柱A 、B 紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C ,三者半径均为R .C 的质量为m ,A 、B 的质量都为m2,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A ,使A 缓慢移动,直至C 恰好降到地面.整个过程中B 保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .求:图1(1)未拉A 时,C 受到B 作用力的大小F ; (2)动摩擦因数的最小值μmin ;(3)A 移动的整个过程中,拉力做的功W . 14.[答案] (1)33mg (2)32(3)(2μ-1)(3-1)mgR [解析] (1)C 受力平衡,则2F cos 30°=mg 解得F =33mg (2)C 恰好降到地面时,B 受C 压力的水平分力最大,为F x max =32mg B 受地面的摩擦力f =μmg 根据题意f min =F x max ,解得μmin =32(3)C 下降的高度h =(3-1)R A 的位移x =2(3-1)R摩擦力做功的大小W f =fx =2(3-1)μmgR 根据动能定理得W -W f +mgh =0-0解得W =(2μ-1)(3-1)mgR24.E2、E3[2017·全国卷Ⅰ] 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s 2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.24.[答案] (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J[解析] (1)飞船着地前瞬间的机械能为 E k0=12m v 20①式中,m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得 E k0=4.0×108 J ②设地面附近的重力加速度大小为g .飞船进入大气层时的机械能为 E h =12m v 2h+mgh ③式中,v h 是飞船在高度1.6×105 m 处的速度大小.由③式和题给数据得 E h =2.4×1012 J ④(2)飞船在高度h ′=600 m 处的机械能为 E h ′=12m ⎝⎛⎭⎫2.0100v h 2+mgh ′ ⑤由功能原理得 W =E h ′-E k0 ⑥式中,W 是飞船从高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得W =9.7×108 J ⑦14.D5、E2[2017·全国卷Ⅲ] 2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A .周期变大B .速率变大C .动能变大D .向心加速度变大 14.C [解析] 由天体知识可知T =2πRRGM,v =GM R ,a =GMR2,半径不变,周期T 、速率v 、加速度a 的大小均不变,故A 、B 、D 错误.速率v 不变,组合体质量m 变大,故动能E k =12m v 2变大,C 正确.16.E1、E2[2017·全国卷Ⅲ] 如图所示,一质量为m 、长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距13l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )图1A.19mglB.16mglC.13mglD.12mgl 16.A [解析] 由题可知,缓慢提升绳子,在整个过程中,动能不变,则外力做功W F等于重力势能的增加量ΔE p ,将Q 端提升至M 位置处,过程如图所示.由图可知:全程重力势能增加量ΔE p 可视为NQ 段上升增加的重力势能.取NQ 段为研究对象,此段质量大小为m ′=13m ,其重心位置上升高度为h =13l ,则外力做功为W F =ΔE p =m ′gh =19mgl ,A 正确.E3 机械能守恒定律22.E3、B4、I1[2017·北京卷] 如图5所示,长l =1 m 的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q =1.0×10-6 C ,匀强电场的场强E =3.0×103 N/C ,取重力加速度g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:图5(1)小球所受电场力F 的大小; (2)小球的质量m ;(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v 的大小. 22.[答案] (1)3.0×10-3 N (2)4.0×10-4 kg(3)2.0 m/s[解析] (1)F =qE =3.0×10-3 N(2)由qE mg=tan 37°得m =4.0×10-4 kg (3)由mgl (1-cos 37°)=12m v 2得v =2gl (1-cos 37°)=2.0 m/s9.C3、E3(多选)[2017·江苏卷] 如图所示,三个小球A 、B 、C 的质量均为m ,A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接,杆长为L .B 、C 置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A 由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°.A 、B 、C 在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g .则此下降过程中( )图1A .A 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力小于32mgB .A 的动能最大时,B 受到地面的支持力等于32mgC .弹簧的弹性势能最大时,A 的加速度方向竖直向下D .弹簧的弹性势能最大值为32mgL 9.AB [解析] A 球由静止下降经过先加速达到速度最大、再减速至速度为零的过程.当A 动能达到最大,即速度最大时,其所受合力为零,此时以A 、B 、C 整体为研究对象,整体的加速度为零,故地面对整体的支持力等于整体的重力,B 受到地面的支持力等于32mg ,选项B 正确;在A 下降加速达到最大速度之前,A 处于失重状态,以A 、B 、C 整体为研究对象,地面对整体的支持力小于整体的重力,故B 受到地面的支持力小于32mg ,选项A 正确;当弹簧的弹性势能最大时,弹簧长度最大,此时,A 处于最低点,之后A 竖直向上先加速再减速,回到原位置,以后周期性运动,选项C 错误;对整个系统由机械能守恒定律得,E pmax =mg (L cos 30°-L cos 60°)=3-12mgL ,选项D 错误. 24.E2、E3[2017·全国卷Ⅰ] 一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s 的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s 时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s 2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.24.[答案] (1)4.0×108 J 2.4×1012 J(2)9.7×108 J[解析] (1)飞船着地前瞬间的机械能为 E k0=12m v 20①式中,m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得 E k0=4.0×108 J ②设地面附近的重力加速度大小为g .飞船进入大气层时的机械能为 E h =12m v 2h+mgh ③式中,v h 是飞船在高度1.6×105 m 处的速度大小.由③式和题给数据得 E h =2.4×1012 J ④(2)飞船在高度h ′=600 m 处的机械能为 E h ′=12m ⎝⎛⎭⎫2.0100v h 2+mgh ′ ⑤由功能原理得 W =E h ′-E k0 ⑥式中,W 是飞船从高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得W =9.7×108 J ⑦10.A3、E3、F2[2017·天津卷] 如图所示,物块A 和B 通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为m A =2 kg 、m B =1 kg.初始时A 静止于水平地面上,B 悬于空中.现将B 竖直向上再举高h =1.8 m (未触及滑轮),然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A 、B 以大小相等的速度一起运动,之后B 恰好可以和地面接触.取g =10 m/s 2,空气阻力不计.求:图1(1)B 从释放到细绳刚绷直时的运动时间t ; (2)A 的最大速度v 的大小; (3)初始时B 离地面的高度H .10.[答案] (1)0.6 s (2)2 m/s (3)0.6 m[解析] (1)B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有 h =12gt 2 ① 代入数据解得 t =0.6 s ②(2)设细绳绷直前瞬间B 速度大小为v B ,有 v B =gt ③细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A 、B 的重力,A 、B 相互作用,由动量守恒得 m B v B =(m A +m B )v ④之后A 做匀减速运动,所以细绳绷直后瞬间的速度v 即为最大速度,联立②③④式,代入数据解得v =2 m/s ⑤(3)细绳绷直后,A 、B 一起运动,B 恰好可以和地面接触,说明此时A 、B 的速度为零,这一过程中A 、B 组成的系统机械能守恒,有12(m A +m B )v 2+m B gH =m A gH ⑥ 代入数据解得 H =0.6 m ⑦E4 实验:探究动能定理21.E4[2017·北京卷] 如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验.(1)打点计时器使用的电源是________(填选项前的字母).A.直流电源B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是________(填选项前的字母).A.把长木板右端垫高B.改变小车的质量在不挂重物且________(填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.A.打点计时器不打点B.打点计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离分别为x1、x2、x3……,如图2所示.图2实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=________,打B点时小车的速度v=________.(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2­W图像.由此图像可得v2随W变化的表达式为____________________.根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是____________.(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2­W关系的是____________________.A BC D图421.[答案] (1)B(2)A B(3)mgx2x3-x1 2T(4)v2=kW,k=(4.5~5.0) m2·s-2·J-1质量(5)A[解析] (1)打点计时器使用交流电源,所以选项B正确.(2)要用重力的分量来平衡摩擦力和其他阻力,所以选项A正确.检验是否平衡了摩擦力时,要让打点计时器打点并观察小车是否匀速运动,所以选项B正确.(3)做功表达式为W=Fx,又因为F=mg,x=x2,则W=mgx2.由中间时刻速度等于平均速度可知,v =x 3-x 12T.(4)由数学关系可得,v 2=kW ,其中k 为图像斜率,k =(4.5~5.0)m 2·s 2·J -1.由W =12M v 2可得v 2=2MW ,则图像斜率与质量有关.(5)若重物的质量不满足远小于小车质量的条件,那么重物重力势能的减小量等于重物和小车动能的增加量之和,即W =12m v 2+12M v 2,则W =12(m +M )v 2,v 2=2m +M W ,仍为正比例函数,所以A 图正确.10.E4[2017·江苏卷] 利用如图所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M =200.0 g ,钩码的质量为m =10.0 g ,打点计时器的电源为50 Hz 的交流电.图1(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到________.(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图所示.选择某一点为O ,依次每隔4 个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离Δx ,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v ,其中打出计数点“1”时小车的速度v 1=________m/s.图1(3)将钩码的重力视为小车受到的拉力,取g =9.80 m/s 2,利用W =mg Δx 算出拉力对小车做的功W .利用E k =12M v 2算出小车动能,并求出动能的变化量ΔE k .计算结果见下表.请根据表中的数据,在方格纸上作出ΔE k ­W 图像.图1(4)实验结果表明,ΔE k 总是略小于W .某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F =________N.10.[答案] (1)小车做匀速运动 (2)0.228 (3)如图所示(4)0.093[解析] (1)小车处于平衡状态,故它被轻推后能做匀速直线运动. (2)v 1=x 1+x 22T =(2.06+2.50)×10-2 m 2×0.1 s=0.228 m/s.(4)钩码受力如图所示 F 合=mg -F根据牛顿第二定律得 mg -F =ma ①小车所受合力的大小等于F ,再由牛顿第二定律得F =Ma ② 综合①②得 F =Mmg M +m代入数据得F =0.2×0.01×9.80.2+0.01 N ≈0.093 N.E5 实验:验证机械能守恒定律9. E5 [2017·天津卷] (2)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.图1①对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是________. A .重物选用质量和密度较大的金属锤 B .两限位孔在同一竖直面内上下对正 C .精确测量出重物的质量D .用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz 的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O 点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________.图1A.OA、AD和EG的长度B.OC、BC和CD的长度C.BD、CF和EG的长度D.AC、BD和EG的长度(2)①利用此装置验证机械能守恒定律,根据实验原理可判断出A、B能减小下落过程中空气阻力和摩擦力,能有效减小实验误差,A、B正确.机械能守恒定律表达式中,重物的质量可以约去,精确测量质量不能减小误差,C错误;用手托住重物,撤手后最初一段时间,重物所做运动并不一定是自由落体运动,该操作增大误差,D错误.②利用测量值能完成验证机械能守恒定律的依据就是重力做功和动能的变化量之间的关系,所以我们必须要确定好初、末位置的速度以及初、末位置的高度差,从四组数据可以看出,B、C两组数据满足此要求,所以选择B、C.E6 功和能综合17.D6、E6[2017·全国卷Ⅱ] 如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)()图1A.v216g B.v28g C.v24g D.v22g17.B [解析] 物块上升到最高点的过程,机械能守恒,有12m v 2=2mgr +12m v 21,由平抛运动规律,水平方向,有x =v 1t ,竖直方向,有2r =12gt 2,解得x =4v 2gr -16r 2,当r =v 28g时,x 最大,B 正确. 1.(多选)[2017·宁夏固原一中检测] 如图K15­1甲所示,静止在水平地面上的物块A ,受到一个水平的拉力F ,F 随时间t 的变化如图乙所示.设物块与地面间的最大静摩擦力f max 的大小与滑动摩擦力大小相等,则( )图K15­1A .t 1时刻物块的速度为零B .物块的最大速度出现在t 2时刻C .t 1~t 3时间内F 对物块先做正功后做负功D .拉力F 的功率最大值出现在t 2~t 3时间内1.AD [解析] 在0~t 1时间内水平拉力小于最大静摩擦力,t 1时刻物块受到的拉力与最大静摩擦力相同,物块还处于静止状态,故物块的速度为零,故A 正确;t 1~t 3时间内,合力向前,物块一直加速运动,t 3时刻后合力反向,物块做减速运动,所以t 3时刻物块的速度最大,故B 错误;t 1~t 3时间内,物块一直向前运动,F 与位移方向相同,故拉力F 一直做正功,故C 错误;在t 2时刻拉力最大,但速度不是最大,在以后的过程中,拉力减小,速度增大,故拉力F 的功率最大值出现在t 2~t 3时间内,故D 正确2.[2017·湖南衡阳八中月考] 如图K16­2甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上.一质量为m =0.2 kg 的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内),其速度v 和弹簧压缩量Δx 之间的函数图像如图乙所示,其中A 为曲线的最高点,小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计,g 取10 m/s 2,则下列说法正确的是( )图K16­2A .小球刚接触弹簧时加速度最大B .该弹簧的劲度系数为20.0 N/mC .从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的机械能守恒D .从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,弹簧的弹性势能先增大后减小 2.B [解析] 小球刚接触弹簧时加速度为g ,不是最大,小球在速度减小到最小时加速度最大,选项A 错误;图乙中A 为曲线的最高点,对应加速度为零,弹簧压缩量Δx =0.1 m ,由mg =k Δx ,解得:k =20.0 N/m ,选项B 正确;从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的机械能减小,弹簧的弹性势能一直增大,弹簧和小球系统的机械能守恒,选项C 、D 错误.3.(多选)[2017·江西萍乡一模] 如图K17­3所示,两个物体A 和B 的质量均为m ,其中物体A 置于光滑水平台上,物体B 穿在光滑竖直杆上,杆与平台有一定的距离,A 、B 两物体通过不可伸长的轻绳连接跨过台面边缘的光滑小定滑轮,绳保持与台面平行.现由静止释放两物体,当物体B 下落h 时,物体B 的速度为2v ,物体A 速度为v .关于此过程下列说法正确的是(重力加速度为g )( )图K17­3A .该过程中物体B 的机械能损失了15mghB .该过程中绳对物体A 做功为12m v 2C .物体A 在台面上滑动的距离为hD .该过程中绳对系统做功为52m v 23.AB [解析] 在图中的虚线对应的位置,将物体B 的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,如图所示,物体A 、B 沿着绳子的分速度相等,故sin θ=v 2v =12,θ=30°,该过程中A 、B 系统机械能守恒,故mgh =12m ·(2v )2+12m v 2①,物体B 的机械能减小量为ΔE B =mgh -12m (2v )2②,联立①②解得:ΔE B =15mgh ,故A 正确;根据动能定理,该过程中绳对物体A 做功W A =12m v 2-0=12m v 2,故B 正确;结合几何关系,物体A 滑动的距离Δx=h sin 30°-htan 30°=(2-3)h ,故C 错误;由于绳子不可伸长,故不能储存弹性势能,绳子对两个物体做功的代数和等于弹性势能的变化量,故该过程中绳对系统做功为零,故D 错误.。

相关文档
最新文档