卷6 机械能守恒定律-【三新金卷·先享题】2026年新高考物理真题分类优化卷(分项A)

!/! "!"# 解得小星体E远离到$A%处时宇宙的密度 -& ! 3-% #$$$此球内的质量 8&-%" ) "#A " % E从A% 处远离到$A%处%由能量守恒定律得%动能的变化量 !5:&!B84A% ! !B84$A# $% &!$"B#-%4A$% %由$知星体的速度随A%增大而减小%星体到观测点距离越大%运动时间 (越长%由$&;A知%; 减小%故; 随(增大而减小& 答案+#!$-& ! 3-%! #$$$!5:&!$"B#-%4A $ %( %; 随(增大而减小 卷&!机械能守恒定律 !"1!由足球的运动轨迹可知%足球在空中运动时一定受到空气阻力作用%则 从!到$重力势能增加4,=%则!到$动能减少量大于4,=%#错误%1正 确(从$到"由于空气阻力作用%则机械能减小%重力势能减小4,=%则动 能增加小于4,=%选项''2错误&故选1& $"'!小球上升过程中受到向下的空气阻力%下落过程中受到向上的空气阻 力%由牛顿第二定律可知上升过程所受合力#加速度$总大于下落过程所受 合力#加速度$%2错误(小球运动的整个过程中%空气阻力做负功%由动能定 理可知小球落回原处时的速度小于抛出时的速度%所以上升过程中小球动 量变化的大小大于下落过程中动量变化的大小%由动量定理可知%上升过程 合力的冲量大于下落过程合力的冲量%'正确(上升与下落经过同一位置时 的速度%上升时更大%所以上升过程中平均速度大于下落过程中的平均速 度%所以上升过程所用时间小于下落过程所用时间%#错误(1"经同一位置% 上升过程中所受空气阻力大于下落过程所受阻力%由功能关系可知%上升过 程机械能损失大于下落过程机械能损失%1错误&故选'& ""1!设水从出水口射出的初速度为$%%取(时间内的水为研究对象%该部分水 的质量为4&$%(.- 根据平抛运动规律$%(2&< =&!$,(2 $ 解得$%&< ,$槡= 根据功能关系得E(/& ! $4$ $ %/4,#;/=$ 联立解得水泵的输出功率为 E&-,.< $,槡 =$/= ;/=/< $ )# $= 故选1& )"1!当甲所坐木板刚要离开原位置时%对甲及其所坐木板整体有 D%%&+4, 解得弹性绳的伸长量 %%&+ 4, D 则此时弹性绳的弹性势能为 5%&!$D% $ %&+ $4$,$ $D 从开始拉动乙所坐木板到甲所坐木板刚要离开原位置的过程%乙所坐木板 的位移为 %!&%%/<!? 则由功能关系可知该过程6所做的功 G&5%/+4,%!& "#+4,$ $ $D /+4, #<!?$ 故选1& +"'!方法一#分析法$+设大圆环半径为-%小环在大圆环上某处#E点$与圆 环的作用力恰好为零%如图所示 设图中夹角为#%从大圆环顶端到E点过程%根据机械能守恒定律 4,-#!->A(#$&!$4$ $ 在E点%根据牛顿第二定律 4,>A(#&4$ $ - 联立解得 >A(#&$" 从大圆环顶端到E点过程%小环速度较小%小环重力沿着大圆环圆心方向的 分力大于小环所需的向心力%所以大圆环对小环的弹力背离圆心%不断减 小%从E点到最低点过程%小环速度变大%小环重力和大圆环对小环的弹力 合力提供向心力%所以大圆环对小环的弹力逐渐变大%根据牛顿第三定律可 知小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大& 方法二#数学法$+设大圆环半径为-%小环在大圆环上某处时%设该处与圆 心的连线与竖直向上的夹角为##%$#$#$%根据机械能守恒定律 4,-#!->A(#$&!$4$ $#%$#$#$ 在该处根据牛顿第二定律 6/4,>A(#&4$ $ - #%$#$#$ 联立可得6&$4,!"4,>A(# 则大圆环对小环作用力的大小 )6)&)$4,!"4,>A(#) 根据数学知识可知)6)的大小在>A(#&$" 时最小%结合牛顿第三定律可知 小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大& 故选'& &"'!物体恰好能到达最高点I%则物体在最高点只受重力%且重力全部用来 提供向心力%设半圆轨道的半径为A%由牛顿第二定律得 4,&4$ $ A 解得物体在I点的速度$& ,槡A #'1错误( 由牛顿第二定律得4,&4# 解得物体在I点的向心加速度#&, '正确( 由能量守恒定律知%物体在)点时弹簧的弹性势能等于物体在I 点时的动 能和重力势能之和%2错误& 故选'& ,"#!对整个系统分析可知合外力为%%)和1 组成的系统动量守恒%得 4)$)&41$1 设弹簧的初始弹性势能为5H%整个系统只有弹簧弹力做功%机械能守恒%当 弹簧原长时得 5H& ! $4)$ $ )/ ! $41$ $ 1 联立得 5H& ! $ 4$1 4) /4# $1 $1 故可知弹簧原长时物体速度最大%此时动量最大%动能最大&对于系统来说 动量一直为零%系统机械能不变& 故选#& 3"1'2!开始释放时物体H的加速度为," %则 4H,!60&4H"," 60!4E,&4E"," 解得60& $ "4H, 4E 4H &!$ 选项#错误( 在0时刻%两物体的速度$!&, 0 " E上升的距离=!& ! $' , "0 $&,0 $ & 细线断后E能上升的高度=$& $$! $,& ,0$ !3 可知开始时EH距离为=&=!/=$& $,0$ / 若设开始时E所处的位置为零势能面%则开始时H的机械能为5&4H,=& $4H,$0$ / 从开始到绳子断裂%绳子的拉力对H做负功%大小为G6&60=!& 4H,$0$ / 则此时物体H的机械能 52&5!G6& 4H,$0$ / & 5 $ 此后物块H的机械能守恒%则在$0时刻物块H的机械能仍为5$ %选项1 正确( !!%"!"# 在$0时刻%重物E的速度$$&$!!,0&!$,0" 方向向下(此时物体E重力的瞬时功率 EB&4E,$$& 4H, $ "$,0 " & 4H,$0 " & "5 $0 选项''2正确& 故选1'2& /"#2!由题知%小球能沿轨道运动恰好到达I点%则小球在I点的速度为$I&% 则小球从I到1 的过程中%有 4,-#!->A("$&!$4$ $ 69&4,>A("!4$ $ - 联立有69&"4,>A("!$4, 则从I到1 的过程中"由%增大到#%则>A("逐渐减小%故69 逐渐减小% 而小球从1到I 的过程中%对轨道的压力逐渐增大%#正确( 由于)到1 的过程中小球的速度逐渐减小%则)到1 的过程中重力的功率 为E&!4,$(45# 则)到1 的过程中小球重力的功率始终减小%则1错误( 从)到I的过程中有 !4,"$-&!$4$ $ I! ! $4$ $ % 解得$%& ),槡 - '错误( 小球在1点恰好脱离轨道有4,>A(#&4 $$1 - 则$1& ,->A(槡 # 则若小球初速度$%增大%小球在1点的速度有可能为 ,->A(槡 #%故小球有 可能从1点脱离轨道%2正确& 故选#2& !%"#1!根据56段方程7&)(!$& 可知56段无人机的速度大小为$&!7!(&)* !( 故#正确( 根据7>(图像的切线斜率表示无人机的速度%可知68 段无人机先向上做 减速运动%后向下做加速运动%加速度方向一直向下%则无人机的货物处于 失重状态%故1正确( 根据89 段方程7&!$(/!)% 可知89段无人机的速度为$2&!72!(2&!$* !( 则有!:&4$2!4$&$0#!$$:;"*!(!$0):;"*!(&!!$:;"*!( 可知69 段无人机和装载物总动量变化量大小为!$:;"*!(%故'错误( 89 段无人机向下做匀速直线运动%动能不变%重力势能减少%无人机的机 械能不守恒%故2错误& 故选#1& !!"解析+#!$接通电源%调节气垫导轨%当滑块能在导轨任意位置保持静止%说 明气垫导轨已经调至水平位置& #"$根据能量守恒定律有 5H& ! $D% $&!$8$ $&!$8 ?# $( $ 整理可得! ($ & D 8?$ %$ 结合图像的斜率可知# L& D 8?$ 解得D&#8? $ L 则弹簧的弹性势能的表达式为 5H& 8#?$%$ $L 实验时气垫导轨未调至水平%而是左端高右端低%则小车速度变大%遮光时 间变小%导致图像斜率变大%小弹簧弹性势能的测量值比真实值偏大& 答案+#!$水平位置!8#? $%$ $L ! #$$偏大 !$"解析+#!$根据受力平衡可得 D#*!!*%$&4%, 解得此弹簧的劲度系数 D& 4%, *!!*% #$$遮光条通过光电门的时间!(%则 $&L!( 物块)增加的动能为 !5:& ! $4$ $& 4L $ $#!($$ 下降距离为=%则 5H& ! $D= $& 4%,=$ $#*!!*%$ 由于物块)减少的重力势能等于物块) 增加的动能和弹簧增加的弹性势 能之和%可得 4,=& 4%,=$ $#*!!*%$ / 4L $ $#!($$ #"$遮光条到光电门的距离分别为=! 和=$%遮光条通过光电门的时间相 等%则说明物块和遮光条在这两个位置的速度大小相等%则 4,=!! 4%,=$! $#*!!*%$ &4,=$! 4%,=$$ $#*!!*%$ 化简可得 =!/=$& $4#*!!*%$ 4% 答案+#!$ 4%, *!!*% #$$4,=& 4%,=$ $#*!!*%$ / 4L $ $#!($$ #"$4 *!!*% 4% !""解析+#!$$对小物块7从) 到第一次经过I 的过程%根据机械能守恒定 律有 4,=&!$4$ $ I 第一次经过I点的向心加速度大小为 #& $$I -& $,= - &!&* !($ %小物块7在K5上时%因为 +$4,>A(#'4,(45# 所以小物块7每次在K5上升至最高点后一定会下滑%之后经过若干次在 K5上的滑动使机械能损失%最终小物块7将在1'K 间往复运动%且易知 小物块每次在K5上向上运动和向下运动的距离相等%设其在K5上经过 的总路程为@%根据功能关系有 4,)=!-#!->A(#$*&#+!4,>A(#/+$4,>A(#$ @ $ 解得@&$* &根据牛顿第二定律可知小物块7在K5上向上运动和向下运动的加速 度大小分别为 #上&,(45#/+!,>A(#&3*!( $ #下&,(45#!+$,>A(#&$*!( $ 将小物块7在K5上的若干次运动等效看作是一次完整的上滑和下滑%则 根据运动学公式有 ! $#上( $ 上&!$#下( $ 下 解得 (上 (下& ! $ #$$对小物块7从)到6 的过程%根据动能定理有 ! $4$ $ 6&4,)=!*(45#!$-#!->A(#$*!+!4,*>A(# 解得$6&$*!( 设滑块长度为<时%小物块恰好不脱离滑块%且此时二者达到共同速度$% 根据动量守恒定律和能量守恒定律有 4$6&$4$ ! $4$ $ 6& ! $ "$4$$/$+!4,< 解得<&%"$* 答案+#!$$!&*,($!%$*!&!E$!#$$%"$* !)"解析+#!$根据题意可知小物块在H点由合力提供向心力有 4,/"4,&4$ $ - 代入数据解得$&)*!( #$$#0$根据题意可知当6$)9时%小物块与轨道是一起向左加速%根据 牛顿第二定律可知 6&#8/4$# 根据图乙有 D& !8/4&%"+:; !! 当外力6&)9时%轨道与小物块有相对滑动%则对轨道有 !!!"!"# 6!+4,&8# 结合题图乙有 #&!86! +4, 8 可知D&!8&!:; !! 截距L&!+4,8 &!$* !($ 联立以上各式可得 8&!:;%4&!:;%+&%"$ #1$由图乙可知%当6&39时%轨道的加速度为&*!($%小物块的加速 度为 #$&+,&$*!( $ 当小物块运动到E点时%经过(%时间%则轨道有 $!&#!(% 小物块有$$&#$(% 在这个过程中系统机械能守恒有 ! $8$ $ !/ ! $4$ $ $& ! $8$ $ "/ ! $4$ $ )/$4,- 水平方向动量守恒%以水平向左的正方向%则有 8$!/4$$&8$"/4$) 联立解得 (%&!"+( 根据运动学公式有 *&!$#!( $ %! ! $#$( $ % 代入数据解得 *&)"+* 答案+#!$&)*,( #$$#0$4&!:;%+&%"$!#1$*&)"+* !+"解析+#!$%"(! 时间内根据动能定理可知合外力做的功为 G&!$4$ $ !! ! $4$ $ % #$$由图#8$可知(!时刻#的加速度为%%此时滑块#所受合外力为%%设 此时#与1之间的距离为A%%根据平衡条件有 DO $ A$% /O5&C 其中C&$O5 联立可得A%& DO槡5 #"$在($ 时刻%#的速度达到最大%此时#所受合力为%%设此时#和1的 距离为A!%则有 6弹/C&O5/DO $ A$! 且有6弹&"O5%C&$O5 联立解得A!& ! $ DO槡5 (!!($ 时间内%匀强电场对#和1做的总功 G 总&O5#A%!A!$&O DO槡 5$ #)$过.后%#'1的加速度相同%则#'1速度的变化相同&设弹簧的初始 长度为<%(#在.位置时%此时刻#'1的距离为A%%#速度最大时%#1距 离为A!%细杆与1碰撞时%#'1距离为A$& #以$!过.时%到1与杆碰撞时%#增加的速度为$!%则1同样增加速度 为$!%设1与杆相碰时%1向左运动%&设1与弹簧相碰到1与杆相碰时% 1向左运动%2&对#根据动能定理有 O#21A$!21A%$/#O5!$O5$#A%!%!A$$! ! $D #<%!A$$#<%!A$!%2$ &!$4 #$$!$$!!$4$ $ ! 对1有 O#2)A$!2)A%$/#O5!$O5$%! ! $D #<%!A$$%2&!$4 #$$!!$!$$ 当#以$$!过.时%设1与杆碰撞时%#速度为$2%则1速度为#$2!$$!$% 设1与杆相碰时%1向左运动%!&设1与弹簧相碰到1与杆相碰时%1向 左运动%!2& 对#根据动能定理有 O#21A$!21A%$/#O5!$O5$#A%!%!!A$$! ! $D #<%!A$$#<%!A$!%!2$ &!$4$2 $!!$4 #$$!$$ 对1 O#2)A$!2)A%$/#O5!$O5$%!! ! $D #<%!A$$%!2& ! $4 #$2!$$!$$ 联立解得 $2& 槡# $!. " ! 答案+#!$!$4$ $ !! ! $4$ $ %!#$$ DO槡5 #"$O DO槡 5$ !#)$ 槡# $!. " ! 卷,!动量守恒定律 !"1!助滑阶段%运动员深蹲是为了减小与空气之间的摩擦力%#错误(起跳阶 段%运动员猛蹬滑道主要是通过增大滑道对人的作用力%根据动量定理可 知%在相同时间内%为了增加向上的速度%1正确(飞行阶段%运动员所采取 的姿态是为了减小水平方向的阻力%从而减小水平方向的加速度%'错误( 着陆阶段%运动员两腿屈膝下蹲可以延长落地时间%根据动量定理可知%可 以减少身体受到的平均冲击力%2错误&故选1& $"2!由题知假人的头部只受到安全气囊的作用%则6 (图像的面积即合外 力的冲量%再根据动量定理可知6 (图像的面积也是动量的变化量%且图 线一直在(轴的上方%由于头部有初动量%由图可知%动量变化越来越大%则 动量的大小一直减小到假人头静止%动量变化最大%#'1错误(根据动量与 动能的关系有5:&: $ $4 %而6 (图像的面积是动量的变化量%则动能的变化 量与曲线与横轴围成的面积不成正比%'错误(由题知假人的头部只受到安 全气囊的作用%则根据牛顿定律可知#*6%即假人头部的加速度先增大后 减小%2正确&故选2& ""2!铝框进入和离开磁场过程%磁通量变化%都会产生感应电流%受向左安培 力而减速%完全在磁场中运动时磁通量不变做匀速运动(可知离开磁场过程 的平均速度小于进入磁场过程的平均速度%所以离开磁场过程的时间大于 进入磁场过程的时间%#错误(由楞次定律可知%铝框进入磁场过程磁通量 增加%感应电流为逆时针方向(离开磁场过程磁通量减小%感应电流为顺时 针方向%'错误(铝框进入和离开磁场过程安培力对铝框的冲量为3安&!1 3#!(%又O&3!(&5-!(& !3 -!(!(& !3 - & 1#$ - %得3安&!1 $#" - %2正确(铝框 进入和离开磁场过程%铝框均做减速运动%可知铝框进入磁场过程的速度一 直大于铝框离开磁场过程的速度%根据6安&13#&11#$-#& 1$#$$ - %可知铝 框进入磁场过程受到的安培力一直大于铝框离开磁场过程受到的安培力% 故铝框进入磁场过程克服安培力做的功大于铝框离开磁场过程克服安培力 做的功%即铝框进入磁场过程产生的热量大于铝框离开磁场过程产生的热 量%1错误&故选2& )"'!根据牛顿第二定律有6/C&4# 可得减速运动加速度大小#&6/C4 故#错误( 根据运动学公式有(&$#& 4$ 6/C 故力6的冲量为3&6(&64$6/C 方向与运动方向相反(故1错误( 根据运动学公式$$&$#% 可得%&$ $ $#& 4$$ $#6/C$ 故'正确( 匀速行驶时牵引力等于空气阻力%则功率为E&C$ 故2错误& 故选'& +"1!根据反冲现象的原理可知%火箭向后喷射燃气的同时%燃气会给火箭施 加反作用力%即推力%故#错误( 根据万有引力定律可知卫星的向心加速度大小为 #&64& B8 #-/=$$ # 3")*!($ 故1正确( 卫星运行的周期为 0&$# #-/=$"槡B8 #!"&F 故'错误( 发射升空初始阶段%火箭加速度方向向上%装在火箭上部的卫星处于超重状 态%故2错误& 故选1& &"2!该过程中系统动能和电势能相互转化%能量守恒%对整个系统分析可知 系统受到的合外力为%%故动量守恒(当三个小球运动到同一条直线上时% 根据对称性可知细线中的拉力相等%此时球"受到!和$的电场力大小相 等%方向相反%故可知此时球"受到的合力为%%球"从静止状态开始运动% !!!!!高考真题卷"物理#六$!4"!%!单元周测段考!#$!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!4"%%!#$!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4"#%!#$ !"!#高考真题卷!物理#六$ 卷4!机械能守恒定律 姓名!!!!!班级!!!!!考号!!!!!得分!!!! 本卷共!&小题&满分!''分&考试时间(&分钟 一'选择题(本题共)小题&每小题*分&共#%分)在每小题给出的四个选 项中&第!!(题是只有一项是符合题目要求的) !!#%'%*!浙江$如图所示&质量为C的足球从水平地面上位置!被踢出后 落在位置#&在空中达到最高点%的高度为=&则足球 #!!$ $!从!到%动能减少C,= +!从!到%重力势能增加C,= ,!从%到#动能增加C,= -!从%到#机械能不变 %!#%'%*!北京$将小球竖直向上抛出&小球从抛出到落回原处的过程中& 若所受空气阻力大小与速度大小成正比&则下列说法正确的是 #!!$ $!上升和下落两过程的时间相等 +!上升和下落两过程损失的机械能相等 ,!上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量 -!上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度 #!#%'%*!安徽$在某地区的干旱季节&人们常用水泵从深水井中抽水灌溉 农田&简化模型如图所示)水井中的水面距离水平地面的高度为;)出 水口距水平地面的高度为=&与落地点的水平距离约为<)假设抽水过 程中; 保持不变&水泵输出能量的'倍转化为水被抽到出水口处增加 的机械能)已知水的密度为%&水管内径的横截面积为/&重力加速度大 小为,&不计空气阻力)则水泵的输出功率约为 #!!$ $!%,/< %,槡 =%'= ;:=:< % %# $= +!%,/< %,槡 =%'= ;:=:< % *# $= ,!%,/<槡%,=%'= ;:< % %# $= -!%,/< %,槡 =%'= ;:< % *# $= *!#%'%*!山东$如图所示&质量均为 C的甲'乙两同学&分别坐在水平 放置的轻木板上&木板通过一根原 长为<的轻质弹性绳连接&连接点等高且间距为'#'"<$)两木板与地 面间动摩擦因数均为$&弹性绳劲度系数为B&被拉伸时弹性势能5- ! %B1 %#1为绳的伸长量$)现用水平力6缓慢拉动乙所坐木板&直至甲 所坐木板刚要离开原位置&此过程中两人与所坐木板保持相对静止&B 保持不变&最大静摩擦力等于滑动摩擦力&重力加速度大小为,&则6所 做的功等于 #!!$ $! #$C,$ % %B :$C, #<9'$ +!# #$C,$ % %B :$C, #<9'$ ,!# #$C,$ % %B :%$C, #<9'$ -! #$C,$ % %B :%$C, #<9'$ &!#%'%*!全国$如图&一光滑大圆环固定在竖直平面内&质量 为C的小环套在大圆环上&小环从静止开始由大圆环顶端 经D 点自由下滑至其底部&D 为竖直线与大圆环的切点) 则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小 #!!$ $!在D点最大 +!在D点最小 ,!先减小后增大 -!先增大后减小 4!#%'%*!北京$如图所示&光滑水平轨道(4与 竖直面内的光滑半圆形轨道4F 在4 点平滑连 接)一小物体将轻弹簧压缩至( 点后由静止 释放&物体脱离弹簧后进入半圆形轨道&恰好能 够到达最高点F)下列说法正确的是 #!!$ $!物体在F点所受合力为零 +!物体在F点的速度为零 ,!物体在F点的向心加速度等于重力加速度 -!物体在(点时弹簧的弹性势能等于物体在F 点的动能 (!#%'%*!江苏$在水平面上有一个 G形滑板 (&(的上表面有一个静止的物体4&左侧用 轻弹簧连接在物体4的左侧&右侧用一根细 绳连接在物体4的右侧&开始时弹簧处于拉伸状态&各表面均光滑&剪断 细绳后&则 #!!$ $!弹簧原长时4动量最大 +!压缩最短时(动能最大 ,!系统动量变大 -!系统机械能变大 )!#%'%%!河北$如图&轻质定滑轮固定在天花板上&物体+ 和D 用不可伸长的轻绳相连&悬挂在定滑轮上&质量CD# C+&#-'时刻将两物体由静止释放&物体D的加速度大小 为, # )0时刻轻绳突然断开&物体+能够达到的最高点恰 与物体D 释放位置处于同一高度&取#-'时刻物体+所 在水平面为零势能面&此时物体D的机械能为5)重力加 速度大小为,&不计摩擦和空气阻力&两物体均可视为质点)下列说法 正确的是 #!!$ $!物体+和D 的质量之比为!?# +!%0时刻物体D 的机械能为5% ,!%0时刻物体+ 重力的功率为#5%0 -!%0时刻物体+ 的速度大小%,0# 二'选择题(本题共%小题&每小题&分&共!'分)在每小题给出的四个选 项中&有多项符合题目要求&全部选对的得&分&选对但不全的得#分&有 选错的得'分) 0!#%'%#!湖南$如图&固定在竖直面内的光滑轨道 (4F由直线段(4 和圆弧段4F组成&两段相切于4 点&(4段与水平面夹角为!&4F段圆心为2&最高点 为F'(与F的高度差等于圆弧轨道的直径%.)小 球从(点以初速度"'冲上轨道&能沿轨道运动恰好 到达F点&下列说法正确的是 #!!$ $!小球从4到F的过程中&对轨道的压力逐渐增大 +!小球从(到F的过程中&重力的功率始终保持不变 ,!小球的初速度"'- %,槡 . -!若小球初速度"'增大&小球有可能从4点脱离轨道 !'!#%'%#!重庆$某实验小组测得在竖直方向飞行 的无人机飞行高度3随时间#的变化曲线如图所 示&5'6'7'8 为曲线上的点&56'78 段可视为 两段直线&其方程分别为3-*#9%4和3-9%# :!*')无人机及其载物的总质量为%23&取竖 直向上为正方向)则 #!!$ $!56段无人机的速度大小为*/*. +!67 段无人机的货物处于失重状态 ,!68 段无人机和装载物总动量变化量大小为*23"/*. -!78 段无人机机械能守恒 三'非选择题(本题共&小题&共&)分) !!!#!%分$#%'%*!四川$儿童竞技软弹枪可以发射带吸盘的标枪弹&打中 标靶上不同位置可获得不同的分数&适合儿童娱乐竞技&如图#6$所示&为 了提高自己的射击精度&小明同学想探究软弹枪内的弹簧在不同压缩量 时对应的弹性势能大小&进行如下实验步骤)#弹簧处于弹性限度内$ !!!!!!!!!!!!4"*%!#$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4"&%!#$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!4"4%!#$ #!$接通电源&调节气垫导轨&当滑块能在导轨任意位置保持静止&说明 气垫导轨已调至!!!!- #%$将滑块向左推&压缩弹簧至弹簧的压缩量为1&由静止释放滑块&记 下挡光片通过光电门的时间#- #$改变滑块的释放位置&记录下多组数据并画出! #% 1%图像&如图#8$ 所示)根据图#8$得出弹簧在不同压缩量时对应的弹性势能的表达式 为5D-!!!!!#用字母7')'$'%'1表示$)如果实验时气垫导轨 未调至水平&而是左端高右端低&则小弹簧弹性势能的测量值比真实值 !!!!#选填+偏大,或+偏小,$) !%!#!'分$#%'%*!河北!二模$物理探究小组要验证一轻弹簧和物块组 成的系统机械能守恒)探究小组事先测出了当地的重力加速度为,& 查到了弹簧弹性势能的表达式为5D- ! %B1 %#B为劲度系数&1为弹簧 的形变量$&具体实验操作如下( 6!探究小组先测出弹簧的原长为)'- 7!如图甲所示&弹簧竖直悬挂&下端悬挂质量为C' 的钩码&稳定后测 出弹簧的长度为)!- 8!取下弹簧&将弹簧的一端固定于地面&另一端系上细绳&细绳绕过光 滑的定滑轮&拴接带有遮光条的物块(&测得物块(和遮光条的总质 量为C&遮光条的宽度为%- C!在遮光条正下方安装可移动的光电门- H!调节物块(的位置&让细绳伸直且弹簧恰好处于原长状态&静止释放 物块(&记录遮光条通过光电门的时间"#以及释放物块( 时遮光条 到光电门的距离=) #!$此弹簧的劲度系数为!!!!)#用题中所给物理量的符号表示$ #%$验证机械能守恒的表达式为!!!!!)#用题中所给物理量的符 号表示$ #$探究小组反复调节光电门的位置&发现释放物块(时&遮光条到光 电门的距离分别为=!和=%&遮光条通过光电门的时间相等&根据机械 能守恒定律可得&=!:=%-!!!!!)#从C''C')'')!'%'"#中选 用合适的字母表示$ !#!#!'分$#%'%*!浙江$某固定装置的竖直截面如图所示&由倾角!-#(5 的直轨道(4&半径.-!/的圆弧轨道4FH&长度)-!!%&/'倾角为 !的直轨道H5&半径为.'圆心角为!的圆弧管道56 组成&轨道间平 滑连接)在轨道末端6的右侧光滑水平面上紧靠着质量C-'!&23滑 块7&其上表面与轨道末端6所在的水平面平齐)质量C-'!&23的小 物块6从轨道(4上高度为=静止释放&经圆弧轨道4FH 滑上轨道 H5&轨道H5由特殊材料制成&小物块6向上运动时动摩擦因数$!- '!%&&向下运动时动摩擦因数$%-'!&&且最大静摩擦力等于滑动摩擦 力)当小物块6在滑块7上滑动时动摩擦因数恒为$!&小物块6动到 滑块右侧的竖直挡板能发生完全弹性碰撞)#其他轨道均光滑&小物块 视为质点&不计空气阻力&.<=#(5-'!4&8;.#(5-'!)$ #!$若=-'!)/&求小物块 (第一次经过F点的向心加速度大小- )在H5上经过的总路程- *在H5上向上运动时间#上 和向下运动时间#下 之比) #%$若=-!!4/&滑块至少多长才能使小物块不脱离滑块) !*!#!%分$#%'%*!山东$如图甲所示&质量为7 的轨道静止在光滑水平面 上&轨道水平部分的上表面粗糙&竖直半圆形部分的表面光滑&两部分 在+点平滑连接&D为轨道的最高点)质量为C的小物块静置在轨道 水平部分上&与水平轨道间的动摩擦因数为$&最大静摩擦力等于滑动 摩擦力)已知轨道半圆形部分的半径.-'!*/&重力加速度大小,- !'/*.%) #!$若轨道固定&小物块以一定的初速度沿轨道运动到D点时&受到轨 道的弹力大小等于#C,&求小物块在D点的速度大小"- #%$若轨道不固定&给轨道施加水平向左的推力6&小物块处在轨道水 平部分时&轨道加速度$与6 对应关系如图乙所示) #,$求$和C- #-$初始时&小物块静置在轨道最左端&给轨道施加水平向左的推力 6-)9&当小物块到+点时撤去6&小物块从D点离开轨道时相对地 的速度大小为(/*.)求轨道水平部分的长度)) !&!#!*分$#%'%#!福建$如图#6$&一粗糙'绝缘水平面上有两个质量均为 C的小滑块$和+&其电荷量分别为M#M#'$和9M)$右端固定有轻 质光滑绝缘细杆和轻质绝缘弹簧&弹簧处于原长状态)整个空间存在 水平向右场强大小为5的匀强电场)$'+与水平面间的最大静摩擦 力等于滑动摩擦力&其大小均为%M5)#-'时&$以初速度"'向右运 动&+处于静止状态)在#!时刻&$到达位置/&速度为"!&此时弹簧未 与+相碰-在#%时刻&$的速度达到最大&此时弹簧的弹力大小为#M5- 在细杆与+碰前的瞬间&$的速度为%"!&此时#-##)'!##时间内$ 的" #图像如图#7$所示&"!为图线中速度的最小值&#!'#%'##均为未 知量)运动过程中&$'+处在同一直线上&$'+的电荷量始终保持不 变&它们之间的库仑力等效为真空中点电荷间的静电力&静电力常量为 B-+与弹簧接触瞬间没有机械能损失&弹簧始终在弹性限度内) #!$求'!#!时间内&合外力对$所做的功- #%$求#!时刻$与+之间的距离- #$求#!.#%时间内&匀强电场对$和+做的总功- #*$若增大$的初速度&使其到达位置/时的速度为%"!&求细杆与+ 碰撞前瞬间$的速度)