机械能守恒定律 （提升）-浙江省2026届高考物理选考特训

机械能守恒定律（提升）﹣浙江物理选考特训 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，倾角为30°的光滑斜面底端固定一轻弹簧，O点为原长位置。质量为0.5kg的滑块从斜面上A点由静止释放，物块下滑并压缩弹簧到最短的过程中，最大动能为8J。现将物块由A点上方0.4m处的B点由静止释放，弹簧被压缩过程中始终在弹性限度内，g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．A点到O点的距离等于3.2m B．从B点释放后滑块运动的最大动能为9J C．从B点释放滑块被弹簧弹回经过A点的动能小于1J D．从B点释放弹簧最大弹性势能比从A点释放增加了1J 【答案】B 2．世界面食在中国，中国面食在山西。山西的面食中，又以“刀削面”最为有名，是真正的面食之王。“刀削面”的传统操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为，与锅沿的水平距离为，锅的半径也为。若所有的小面圈都被水平削出，并全部落入锅中，忽略空气阻力，则下列关于小面圈在空中运动的描述正确的是（　　） A．所有面圈的速度变化量都相同，与初速度大小无关 B．质量大的面圈，运动时间短，初速度大的面圈，运动时间长 C．所有面圈落入水中时，重力的瞬时功率都相等 D．落入锅中时，入水的最大速度是最小速度的3倍 【答案】A 3．一根光滑金属杆，一部分为直线形状并与x轴负方向重合，另一部分弯成图示形状，相应的曲线方程为．(单位：m)，一质量为0.1kg的金属小环套在上面．t=0时刻从m处以m/s向右运动，并相继经过的A点和的B点，下列说法正确的是(  ) A．小环在B点与金属环间的弹力大于A点的弹力 B．小环经过B点的加速度大于A点时的加速度 C．小环经过B点时重力的瞬时功率为20W D．小环经过B点的时刻为t=2s 【答案】C 4．我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时)然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”，最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比（    ） A．卫星速度增大，引力势能和动能之和减小 B．卫星速度减小，引力势能和动能之和增大 C．卫星速度增大，引力势能和动能之和增大 D．卫星速度减小，引力势能和动能之和减小 【答案】B 5．2022年11月29日23时08分，搭载着神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心升空，11月30日5时42分，神舟十五号载人飞船与天和核心舱成功完成自主交会对接。如图为神舟十五号的发射与交会对接过程示意图，图中①为近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点，已知神舟十五号的质量为m，地球表面重力加速度为g。关于神舟十五号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（　　） A．神舟十五号在①轨道上经过P点时的机械能等于在②轨道上经过P点时的机械能 B．神舟十五号在①轨道上经过P点时的加速度小于在②轨道上经过P点时的加速度 C．神舟十五号在②轨道上从P点运动到Q点经历的时间为 D．神舟十五号从①轨道转移到③轨道过程中，飞船自身动力对飞船做的功为 【答案】C 6．一卫星绕地球做椭圆轨道运动，近地点距地表，远地点距地表。假设在近地点卫星加速，使得椭圆轨道的远地点距离地球表面。已知地球半径r=6400km，则卫星变轨时的速度增量应约为（　　）（设地球表面重力加速度）。 A． B． C． D． 【答案】C 7．如图，一劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在倾角为θ=30°的光滑固定斜面的底部，另一端和质量为2m的小物块A相连，质量为m的物块B紧靠A一起静止.现用手缓慢斜向下压物体B使弹簧再压缩x0并静止．然后迅速放手， A和B一起沿斜面向上运动距离L时， B达到最大速度v．则以下说法正确的是(始终在弹性限度内) A．L>x0 B．放手的瞬间，A对B的弹力大小为+ C．若向上运动过程A、B出现了分离，则分离时弹簧的压缩量为 D．从放手到“A和B达到最大速度v”的过程中，弹簧弹性势能减小了 【答案】B 8．如图所示，质量为m1、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块（视为质点）放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力的大小为f，用水平的恒定拉力F作用于滑块．当滑块从静止开始运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是（　　） A．滑块克服摩擦力所做的功为f（L+s） B．木板满足关系：f（L+s）=m1v22 C．F（L+s）=mv12+m1v22 D．其他条件不变的情况下，F越大，滑块与木板间产生的热量越多 【答案】A 9．如图所示，相同材料制成的粗糙程度相同的两个物块A、B中间用一不可伸长的轻绳连接，用一相同大小的恒力F作用在A物体上，使两物块沿力的方向一起运动． ①恒力F水平，两物块在光滑水平面上运动 ②恒力F水平，两物块在粗糙的水平面上运动 ③恒力F沿斜面向下，两物块沿光滑斜面向下运动 ④恒力F沿斜面向上，两物块沿与②中水平面粗糙程度相同的斜面向上运动 在上面四种运动过程中经过的位移大小相等．则下列说法正确的是（ ） A．在③中恒力F做功最少 B．在④中恒力F做功最多 C．轻绳对物块B的拉力在①中最小，在④中最大 D．轻绳的拉力对物块B做的功在①④中大小相同 【答案】D 10．如图为跳伞者在下降过程中速度随时间变化的示意图（取竖直向下为正），箭头表示跳伞者的受力。则下列关于跳伞者的位移y和重力势能Ep随下落的时间t，重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 二、多选题 11．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，然后再上升，两轻杆间夹角在60°到120°之间变化。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。下列说法正确的是（　　） A．A的动能最大时，B受到地面的支持力大小等于mg B．小球A从静止释放到再次回到出发点的过程中机械能守恒 C．小球A在上升过程中两个轻杆对小球A做功最大值为mgL D．弹簧的弹性势能最大值为mgL 【答案】AC 12．如图所示质量均为m的物体AB通过轻质弹簧连接；物体A、C通过轻绳连接在光滑的轻质定滑轮两侧，用手托着质量为M的物体C使A静止在弹簧上，物体B静止在地面上，绳伸直恰无弹力。忽略空气阻力，放手后物体C下落，直至物体B对地面恰好无压力。若将C换成大小为Mg的竖直向下的拉力作用，也直至物体B对地面恰好无压力。两种情况下，此时A的动能分别表示为、，A的重力势能分别表示为、，弹簧的弹性势能分别表示为、，细绳对A所做的功分别表示为、，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（    ） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 【答案】AD 13．如图所示，两根长度分别为2l和l的轻杆一端固定在一起，构成夹角为60°的支架，该支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，两根轻杆的另一端分别固定着质量为m的小球甲和质量为2m的小球乙。将连接小球甲的轻杆转动到水平位置，然后由静止释放，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．当整个系统第一次速度为0时，小球乙的位置与固定轴O位于同一高度处 B．当整个系统第一次速度为0时，小球乙的位置比固定轴O的位置高 C．当小球乙摆到最低点时，轻杆对小球乙的弹力不沿杆方向 D．从静止开始至小球甲速度最大时，支架对小球甲所做的功为 【答案】ACD 三、实验题 14．某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理．固定并调整斜槽，使它的末端O点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸．将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x．改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下： 高度 H（h为单位长度） h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 水平位移 x/cm 5.5 9.1 11.7 14.2 15.9 17.6 19.0 20.6 21.7 （1）已知斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，斜槽底端离地的高度为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是______________________； （2）以H为横坐标，以__________为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如图乙所示；由第（1）、（2）问，可以得出结论：在实验误差允许的范围内，小球运动到斜槽底端的过程中，合外力对小球所做的功等于动能变化量． （3）受该实验方案的启发，某同学改用图丙的装置实验．他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一位置固定，仍将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并测量小球击中木板时平抛下落的高度d，他以H为横坐标，以________为纵坐标，描点作图，使之仍为一条倾斜的直线，也达到了同样的目的． 【答案】 15．某同学设计出如图甲所示的测量弹簧弹性势能和物块与桌面间的动摩擦因数的装置，实验过程如下： （I）用重锤确定水平地面上桌面边沿投影的位置O； （II）将弹簧一端固定在桌面边沿的墙面上； （III）用滑块把弹簧压缩到某一位置，释放滑块，测出滑块落地点与O点的水平距离x；再通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，重复上述操作，每次压缩到同一位置，得出一系列滑块质量m与水平距离x的值．根据这些数值，作出图像如图乙所示。 （IV）除了滑块的质量和滑块落地点与O点的水平距离x外，还需要测量的物理量有________ A．弹簧的原长L0 B．弹簧压缩后滑块到桌面边沿的距离L C．桌面到地面的高度H                              D．弹簧压缩前滑块到桌面边沿的距离L1 （V）已知当地的重力加速度为g，由图像可知，每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是________；滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=________（用图像中的a、b及步骤（4）中所选物理量符号字母表示）。 【答案】 BC/CB 16．某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间、，已知当地的重力加速度为g。 （1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d=___________mm。 （2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______（填选项序号）。 A．小球的质量m B．光电门1和光电门2之间的距离h C．小球从光电门1到光电门2下落的时间t （3）小球通过光电门1时的瞬时速度_______（用题中所给的物理量符号表示）。 （4）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随h变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率_______，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。 （5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的随h变化的图像的斜率为，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______（用k、表示）。 【答案】 6.200 B 四、解答题 17．一质量M=2.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中，且子弹从物块中穿过，如图甲所示。地面观察者记录的小物块被击穿后的速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向右运动的方向为正方向）。已知传送带的速度保持不变，g取10m/s2。求： (1)传送带的速度v的大小及方向； (2)物块与传送带间的动摩擦因数μ； (3)物块被击穿后，传送带对物块所做的功。 【答案】(1)2.0m/s，方向向右；(2)0.2；(3)-12J 18．如图所示，竖直平面内由倾角为的斜面（末端水平）、长度为的水平传送带、半径为的光滑圆弧管道和半径为的光滑圆弧管道构成一游戏装置，在装置左侧有一与水平面垂直的、可在轨道左侧自由移动的挡板，所有连接处均平滑，斜面与两圆弧管道圆心的连线垂直，现将质量为m的物块从斜面上某一高度处由静止释放，物块与挡板间的碰撞为弹性碰撞，碰撞前后竖直速度不变、水平速度大小不变、方向相反，与传送带间的动摩擦因数为。不计物块在非传送带区域运动过程中所受的阻力。已知重力加速度为，。 （1）传送带未开启时，释放点到传送带的高度为，求物块经过圆弧管道最低点时对圆弧管道的作用力大小； （2）若在（1）的情况下，物块最终能回到圆弧管道中，求挡板与圆弧管道最左端间的距离； （3）传送带开启后，保持与（1）的释放位置相同，为使物块依旧能回到圆弧管道，求传送带速度与挡板到圆弧管道最左端距离的关系。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 19．一端固定在竖直墙上点的不可伸长轻质细线，下方悬挂一可视为质点的小球，小球静止于点，在细线的右侧墙上有一钉子P，钉子P的位置可以改变。现给小球一沿墙水平向右、大小为的初速度，小球从开始做圆周运动转过角度后到达点，细线碰到钉子后恰能绕做圆周运动，如图甲所示。已知小球的质量为，细线的长度为，小球能在竖直平面内绕点摆动，取。 (1)求小球获得初速度时，细线的拉力； (2)若小球能绕钉子P做圆周运动，求钉子P到点的距离与的关系式； (3)若细线碰到钉子P后立即被拉断，小球从点继续运动，恰好水平落在可自由升降的水平台面上的点，如图乙所示，设、两点水平距离为，求的范围及最大时对应的值。 【答案】(1)1.5N；(2)；(3)， 20．如图所示，半径R=m的光滑四分之一圆弧面BDE与斜面EF相切于E点，C为圆弧圆心，D为圆弧最低点，θ=30°．一长为L=1.6m的轻质细线一端固定在点，另一端系一质量为m=2kg的小滑块，现将细线拉至与竖直方向成α=60°角，这时小滑块静止在位置P，小滑块从位置P由静止释放，到达O点正下方A点时，细线刚好被拉断，然后恰好经过B点，且沿切线方向进入BDEF轨道，已知：小滑块与斜面EF之间的动摩擦因数，图中各点都在同一竖直面内，重力加速度g=10 m/s2．求： （1）绳子的最大拉力； （2）A、B两点的竖直距离； （3）在斜面EF总的滑行距离． 【答案】（1）40 N（2）2.4 m（3）9m 试卷第12页，共12页 试卷第11页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 $ 机械能守恒定律（提升）﹣浙江物理选考特训 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，倾角为30°的光滑斜面底端固定一轻弹簧，O点为原长位置。质量为0.5kg的滑块从斜面上A点由静止释放，物块下滑并压缩弹簧到最短的过程中，最大动能为8J。现将物块由A点上方0.4m处的B点由静止释放，弹簧被压缩过程中始终在弹性限度内，g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A．A点到O点的距离等于3.2m B．从B点释放后滑块运动的最大动能为9J C．从B点释放滑块被弹簧弹回经过A点的动能小于1J D．从B点释放弹簧最大弹性势能比从A点释放增加了1J 2．世界面食在中国，中国面食在山西。山西的面食中，又以“刀削面”最为有名，是真正的面食之王。“刀削面”的传统操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为，与锅沿的水平距离为，锅的半径也为。若所有的小面圈都被水平削出，并全部落入锅中，忽略空气阻力，则下列关于小面圈在空中运动的描述正确的是（　　） A．所有面圈的速度变化量都相同，与初速度大小无关 B．质量大的面圈，运动时间短，初速度大的面圈，运动时间长 C．所有面圈落入水中时，重力的瞬时功率都相等 D．落入锅中时，入水的最大速度是最小速度的3倍 3．一根光滑金属杆，一部分为直线形状并与x轴负方向重合，另一部分弯成图示形状，相应的曲线方程为．(单位：m)，一质量为0.1kg的金属小环套在上面．t=0时刻从m处以m/s向右运动，并相继经过的A点和的B点，下列说法正确的是(  ) A．小环在B点与金属环间的弹力大于A点的弹力 B．小环经过B点的加速度大于A点时的加速度 C．小环经过B点时重力的瞬时功率为20W D．小环经过B点的时刻为t=2s 4．我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时)然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”，最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比（    ） A．卫星速度增大，引力势能和动能之和减小 B．卫星速度减小，引力势能和动能之和增大 C．卫星速度增大，引力势能和动能之和增大 D．卫星速度减小，引力势能和动能之和减小 5．2022年11月29日23时08分，搭载着神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心升空，11月30日5时42分，神舟十五号载人飞船与天和核心舱成功完成自主交会对接。如图为神舟十五号的发射与交会对接过程示意图，图中①为近地圆轨道，其轨道半径为，②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在轨道，其轨道半径为，P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点，已知神舟十五号的质量为m，地球表面重力加速度为g。关于神舟十五号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（　　） A．神舟十五号在①轨道上经过P点时的机械能等于在②轨道上经过P点时的机械能 B．神舟十五号在①轨道上经过P点时的加速度小于在②轨道上经过P点时的加速度 C．神舟十五号在②轨道上从P点运动到Q点经历的时间为 D．神舟十五号从①轨道转移到③轨道过程中，飞船自身动力对飞船做的功为 6．一卫星绕地球做椭圆轨道运动，近地点距地表，远地点距地表。假设在近地点卫星加速，使得椭圆轨道的远地点距离地球表面。已知地球半径r=6400km，则卫星变轨时的速度增量应约为（　　）（设地球表面重力加速度）。 A． B． C． D． 7．如图，一劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在倾角为θ=30°的光滑固定斜面的底部，另一端和质量为2m的小物块A相连，质量为m的物块B紧靠A一起静止.现用手缓慢斜向下压物体B使弹簧再压缩x0并静止．然后迅速放手， A和B一起沿斜面向上运动距离L时， B达到最大速度v．则以下说法正确的是(始终在弹性限度内) A．L>x0 B．放手的瞬间，A对B的弹力大小为+ C．若向上运动过程A、B出现了分离，则分离时弹簧的压缩量为 D．从放手到“A和B达到最大速度v”的过程中，弹簧弹性势能减小了 8．如图所示，质量为m1、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块（视为质点）放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力的大小为f，用水平的恒定拉力F作用于滑块．当滑块从静止开始运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为v1，木板速度为v2，下列结论中正确的是（　　） A．滑块克服摩擦力所做的功为f（L+s） B．木板满足关系：f（L+s）=m1v22 C．F（L+s）=mv12+m1v22 D．其他条件不变的情况下，F越大，滑块与木板间产生的热量越多 9．如图所示，相同材料制成的粗糙程度相同的两个物块A、B中间用一不可伸长的轻绳连接，用一相同大小的恒力F作用在A物体上，使两物块沿力的方向一起运动． ①恒力F水平，两物块在光滑水平面上运动 ②恒力F水平，两物块在粗糙的水平面上运动 ③恒力F沿斜面向下，两物块沿光滑斜面向下运动 ④恒力F沿斜面向上，两物块沿与②中水平面粗糙程度相同的斜面向上运动 在上面四种运动过程中经过的位移大小相等．则下列说法正确的是（ ） A．在③中恒力F做功最少 B．在④中恒力F做功最多 C．轻绳对物块B的拉力在①中最小，在④中最大 D．轻绳的拉力对物块B做的功在①④中大小相同 10．如图为跳伞者在下降过程中速度随时间变化的示意图（取竖直向下为正），箭头表示跳伞者的受力。则下列关于跳伞者的位移y和重力势能Ep随下落的时间t，重力势能Ep和机械能E随下落的位移y变化的图像中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 11．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，然后再上升，两轻杆间夹角在60°到120°之间变化。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。下列说法正确的是（　　） A．A的动能最大时，B受到地面的支持力大小等于mg B．小球A从静止释放到再次回到出发点的过程中机械能守恒 C．小球A在上升过程中两个轻杆对小球A做功最大值为mgL D．弹簧的弹性势能最大值为mgL 12．如图所示质量均为m的物体AB通过轻质弹簧连接；物体A、C通过轻绳连接在光滑的轻质定滑轮两侧，用手托着质量为M的物体C使A静止在弹簧上，物体B静止在地面上，绳伸直恰无弹力。忽略空气阻力，放手后物体C下落，直至物体B对地面恰好无压力。若将C换成大小为Mg的竖直向下的拉力作用，也直至物体B对地面恰好无压力。两种情况下，此时A的动能分别表示为、，A的重力势能分别表示为、，弹簧的弹性势能分别表示为、，细绳对A所做的功分别表示为、，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（    ） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 13．如图所示，两根长度分别为2l和l的轻杆一端固定在一起，构成夹角为60°的支架，该支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，两根轻杆的另一端分别固定着质量为m的小球甲和质量为2m的小球乙。将连接小球甲的轻杆转动到水平位置，然后由静止释放，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．当整个系统第一次速度为0时，小球乙的位置与固定轴O位于同一高度处 B．当整个系统第一次速度为0时，小球乙的位置比固定轴O的位置高 C．当小球乙摆到最低点时，轻杆对小球乙的弹力不沿杆方向 D．从静止开始至小球甲速度最大时，支架对小球甲所做的功为 三、实验题 14．某同学利用如图甲所示的装置验证动能定理．固定并调整斜槽，使它的末端O点的切线水平，在水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸．将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并根据落点位置测量出小球平抛的水平位移x．改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下： 高度 H（h为单位长度） h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 水平位移 x/cm 5.5 9.1 11.7 14.2 15.9 17.6 19.0 20.6 21.7 （1）已知斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，斜槽底端离地的高度为y，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是______________________； （2）以H为横坐标，以__________为纵坐标，在坐标纸上描点作图，如图乙所示；由第（1）、（2）问，可以得出结论：在实验误差允许的范围内，小球运动到斜槽底端的过程中，合外力对小球所做的功等于动能变化量． （3）受该实验方案的启发，某同学改用图丙的装置实验．他将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一位置固定，仍将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到达斜槽底端时下落的高度H，并测量小球击中木板时平抛下落的高度d，他以H为横坐标，以________为纵坐标，描点作图，使之仍为一条倾斜的直线，也达到了同样的目的． 15．某同学设计出如图甲所示的测量弹簧弹性势能和物块与桌面间的动摩擦因数的装置，实验过程如下： （I）用重锤确定水平地面上桌面边沿投影的位置O； （II）将弹簧一端固定在桌面边沿的墙面上； （III）用滑块把弹簧压缩到某一位置，释放滑块，测出滑块落地点与O点的水平距离x；再通过在滑块上增减砝码来改变滑块的质量m，重复上述操作，每次压缩到同一位置，得出一系列滑块质量m与水平距离x的值．根据这些数值，作出图像如图乙所示。 （IV）除了滑块的质量和滑块落地点与O点的水平距离x外，还需要测量的物理量有________ A．弹簧的原长L0 B．弹簧压缩后滑块到桌面边沿的距离L C．桌面到地面的高度H                              D．弹簧压缩前滑块到桌面边沿的距离L1 （V）已知当地的重力加速度为g，由图像可知，每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是________；滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=________（用图像中的a、b及步骤（4）中所选物理量符号字母表示）。 16．某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落，下落过程中小球的球心经过光电门1和光电门2，光电计时器记录下小球通过光电门的时间、，已知当地的重力加速度为g。 （1）该同学先用螺旋测微器测出小球的直径如图2所示，则其直径d=___________mm。 （2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量______（填选项序号）。 A．小球的质量m B．光电门1和光电门2之间的距离h C．小球从光电门1到光电门2下落的时间t （3）小球通过光电门1时的瞬时速度_______（用题中所给的物理量符号表示）。 （4）保持光电门1位置不变，上下调节光电门2，多次实验记录多组数据，作出随h变化的图像如图3所示，如果不考虑空气阻力，若该图线的斜率_______，就可以验证小球下落过程中机械能守恒。 （5）考虑到实际存在空气阻力，设小球在下落过程中平均阻力大小为f，根据实际数据绘出的随h变化的图像的斜率为，则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力的比值_______（用k、表示）。 四、解答题 17．一质量M=2.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中，且子弹从物块中穿过，如图甲所示。地面观察者记录的小物块被击穿后的速度随时间的变化关系如图乙所示（图中取向右运动的方向为正方向）。已知传送带的速度保持不变，g取10m/s2。求： (1)传送带的速度v的大小及方向； (2)物块与传送带间的动摩擦因数μ； (3)物块被击穿后，传送带对物块所做的功。 18．如图所示，竖直平面内由倾角为的斜面（末端水平）、长度为的水平传送带、半径为的光滑圆弧管道和半径为的光滑圆弧管道构成一游戏装置，在装置左侧有一与水平面垂直的、可在轨道左侧自由移动的挡板，所有连接处均平滑，斜面与两圆弧管道圆心的连线垂直，现将质量为m的物块从斜面上某一高度处由静止释放，物块与挡板间的碰撞为弹性碰撞，碰撞前后竖直速度不变、水平速度大小不变、方向相反，与传送带间的动摩擦因数为。不计物块在非传送带区域运动过程中所受的阻力。已知重力加速度为，。 （1）传送带未开启时，释放点到传送带的高度为，求物块经过圆弧管道最低点时对圆弧管道的作用力大小； （2）若在（1）的情况下，物块最终能回到圆弧管道中，求挡板与圆弧管道最左端间的距离； （3）传送带开启后，保持与（1）的释放位置相同，为使物块依旧能回到圆弧管道，求传送带速度与挡板到圆弧管道最左端距离的关系。 19．一端固定在竖直墙上点的不可伸长轻质细线，下方悬挂一可视为质点的小球，小球静止于点，在细线的右侧墙上有一钉子P，钉子P的位置可以改变。现给小球一沿墙水平向右、大小为的初速度，小球从开始做圆周运动转过角度后到达点，细线碰到钉子后恰能绕做圆周运动，如图甲所示。已知小球的质量为，细线的长度为，小球能在竖直平面内绕点摆动，取。 (1)求小球获得初速度时，细线的拉力； (2)若小球能绕钉子P做圆周运动，求钉子P到点的距离与的关系式； (3)若细线碰到钉子P后立即被拉断，小球从点继续运动，恰好水平落在可自由升降的水平台面上的点，如图乙所示，设、两点水平距离为，求的范围及最大时对应的值。 20．如图所示，半径R=m的光滑四分之一圆弧面BDE与斜面EF相切于E点，C为圆弧圆心，D为圆弧最低点，θ=30°．一长为L=1.6m的轻质细线一端固定在点，另一端系一质量为m=2kg的小滑块，现将细线拉至与竖直方向成α=60°角，这时小滑块静止在位置P，小滑块从位置P由静止释放，到达O点正下方A点时，细线刚好被拉断，然后恰好经过B点，且沿切线方向进入BDEF轨道，已知：小滑块与斜面EF之间的动摩擦因数，图中各点都在同一竖直面内，重力加速度g=10 m/s2．求： （1）绳子的最大拉力； （2）A、B两点的竖直距离； （3）在斜面EF总的滑行距离． 试卷第12页，共12页 试卷第9页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 $