2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.10与弹簧相关的能量问题(基础篇)(含解析)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题4.11 电磁感应中的能量问题(基础篇)(解析版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-2）第四部分 电磁感应专题4.11 电磁感应中的能量问题（基础篇）一．选择题1. (多选)如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L ，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d ，磁感应强度为B .质量为m 的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R ，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g .金属杆( )A.刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B.穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h 可能小于m 2gR 22B 4L 4【参考答案】 BC【名师解析】 穿过磁场Ⅰ后，金属杆在磁场之间做加速运动，在磁场Ⅱ上边缘速度大于从磁场Ⅰ出来时的速度，即进入磁场Ⅰ时的速度等于进入磁场Ⅱ时的速度，大于从磁场Ⅰ出来时的速度，金属棒在磁场Ⅰ中做减速运动，加速度方向向上，A 错误；金属棒在磁场Ⅰ中做减速运动，由牛顿第二定律知BIL －mg ＝B 2L 2vR －mg ＝ma ，a 随着减速过程逐渐变小，即在前一段做加速度减小的减速运动，在磁场之间做加速度为g 的匀加速直线运动，两个过程位移大小相等，由v －t 图象(可能图象如图所示)可以看出前一段用时多于后一段用时，B 正确；由于进入两磁场时速度相等，由动能定理知， W 安1－mg ·2d ＝0， W 安1＝2mgd .即通过磁场Ⅰ产生的热量为2mgd ，故穿过两磁场产生的总热量为4mgd ，C 正确； 设刚进入磁场Ⅰ时速度为v ，则由机械能守恒定律知mgh ＝12mv 2，①进入磁场时BIL －mg ＝B 2L 2vR －mg ＝ma ，解得v ＝m a ＋g RB 2L 2，②由①②式得h ＝m 2a ＋g 2R 22B 4L 4g >m 2gR 22B 4L4，D 错误.2．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd ，ab 边的边长为l 1，bc 边的边长为l 2，线框的质量为m ，电阻为R ，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为M ．斜面上ef 线(ef 平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B ，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab 边始终平行于底边，则下列说法正确的是( )A ．线框进入磁场前运动的加速度为Mg －mg sin θmB ．线框进入磁场时匀速运动的速度为（Mg －mg sin θ）RBl 1C ．线框做匀速运动的总时间为B 2l 21Mg －mgR sin θD ．该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mg －mg sin θ)l 2 【参考答案】D【名师解析】由牛顿第二定律得，Mg －mg sin θ＝(M ＋m )a ，解得线框进入磁场前运动的加速度为Mg －mg sin θM ＋m ，A 错误；由平衡条件，Mg －mg sin θ－F 安＝0，F 安＝BIl 1，I ＝ER ，E ＝Bl 1v ，联立解得线框进入磁场时匀速运动的速度为v ＝（Mg －mg sin θ）R B 2l 21，B 错误；线框做匀速运动的总时间为t ＝l 2v＝B 2l 21l 2（Mg －mg sin θ）R，C 错误；由能量守恒定律，该匀速运动过程中产生的焦耳热等于系统重力势能的减小量，为(Mg －mg sin θ)l 2，D 正确．3．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，顶端接阻值为R 的电阻．质量为m 、电阻为r 的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g ，则下列说法错误的是( )A ．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R 的电流方向为b →aB ．金属棒的速度为v 时，金属棒所受的安培力大小为B 2L 2vR ＋rC ．金属棒的最大速度为mg （R ＋r ）BLD ．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R 的热功率为⎝⎛⎭⎫mg BL 2R 【参考答案】C【名师解析】金属棒在磁场中向下运动时，由楞次定律知，流过电阻R 的电流方向为b →a ，选项A 正确；金属棒的速度为v 时，金属棒中感应电动势E ＝BLv ，感应电流I ＝E R ＋r ，所受的安培力大小为F ＝BIL ＝B 2L 2v R ＋r ，选项B 正确；当安培力F ＝mg 时，金属棒下滑速度最大，金属棒的最大速度为v ＝mg （R ＋r ）B 2L 2，选项C 错误；金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R 和r 的总热功率为P ＝mgv ＝⎝⎛⎭⎫mg BL 2(R ＋r )，电阻R 的热功率为⎝⎛⎭⎫mg BL 2R ，选项D 正确．4．（2016河南开封一模）如右图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L ，其下端与电阻R 连接；导体棒ab 电阻为r ，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 专题6.11 与弹簧相关的能量问题(提高篇)(解析版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分机械能专题6.11与弹簧相关的能量问题（提高篇）一．选择题1. （2019高三考试大纲调研卷10）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在光滑竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C 处的速度为零，重力加速度为g，则下列说法不正确的是()A. 由A到C的过程中，圆环的加速度先减小后增大B. 由A到C的过程中，圆环的动能与重力势能之和先增大后减少C. 由A到B的过程中，圆环动能的增加量小于重力势能的减少量D. 在C处时，弹簧的弹性势能为mgh【参考答案】B【名师解析】圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，所以加速度先减小，后增大，故A正确。
圆环的动能、重力势能和弹性势能之和守恒，因由A到C的过程中，弹性势能逐渐变大，则圆环的动能与重力势能之和逐渐减少，选项B错误；由A到B的过程中，因圆环的动能、重力势能和弹性势能之和守恒，则弹性势能和动能增加量之和等于重力势能的减小量，则圆环动能的增加量小于重力势能的减少量，选项C正确；研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，由动能定理得：mgh -W弹=0-0=0，则W 弹=mgh，故D正确；故选B.2.（2019高考大纲调研卷2）把质量是0.2kg的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示；迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙）途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）．已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力均忽略不计．重力加速度g=10m/s2，则有（）A．小球从A上升至B的过程中，弹簧的弹性势能一直减小，小球的动能一直增加B．小球从B上升到C的过程中，小球的动能一直减小，势能一直增加C．小球在位置A时，弹簧的弹性势能为0.6JD．小球从位置A上升至C的过程中，小球的最大动能为0.4J【参考答案】.BC【名师解析】球从A上升到B位置的过程中，先加速，当弹簧的弹力k△x=mg时，合力为零，加速度减小到零，速度达到最大，之后小球继续上升弹簧弹力小于重力，球做减速运动，故小球从A上升到B的过程中，动能先增大后减小，A错误；小球从B到C的过程中，小球的弹力小于重力，故小球的动能一直减小；因小球高度增加，故小球的重力势能增加；故B正确；根据能量的转化与守恒，小球在图甲中时，弹簧的弹性势能等于小球由A到C位置时增加的重力势能：Ep=mgAC=0.2×10×0.3=0.6J；故C正确；由于无法确定小球受力平衡时的弹簧的形变量，故无法求出小球的最大动能；故D错误．3．（2019江西南昌三模）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。
2020年高考物理考点练习3.13与弹簧相关的动力学问题(原卷版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第三部分牛顿运动定律专题3. 13与弹簧相关的动力学问题一. 选择题1.（20佃河南郑州二模）如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为F—2, 2和3间弹簧的弹力为F2—3, 2018和2019间弹簧的弹力为F QO^—2019，则下列结论正确的是（）12 14 2019....... •—丹"〃""丹A. F 1 —2 : F2—3 : . F 2018 —2019=1 : 2 : 3： (2018)B. 从左到右每根弹簧长度之化为1: 2 : 3: (2018)C. 如果突然撤去拉力F,撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为F, N其余每个球的加速度依然为aD. 如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a,其余小球加速度依然为a2.（2019武汉联考）如图所示，倾角为曲勺斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量均为m的小球A、B, 它们用劲度系数为k的轻质弹簧相连接，现对A施加一个水平向右大小为F=233 mg的恒力，使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L,则下列说法正确的是（）A .弹簧的原长为L -四2kB •斜面的倾角为沪30 °C.撤掉恒力F的瞬间小球A的加速度不变D .撤掉恒力F的瞬间小球B的加速度为03.（2019武汉名校联考）如图所示，光滑水平地面上，可视为质点的两滑块A、B在水平外力作用下紧靠在一起压紧弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，此时弹簧的压缩量为x o,以两滑块此时的位置为坐标原点建立如图所示一维坐标系，现将外力突然反向从零开始增大并使B向右做匀加速运动，下列关于拉力F、两滑块间弹力F N与滑块B的位移变化的关系图像可能正确的是（）4.如图所示，两个物体A、B中间用一个不计质量的轻弹簧相连。
专题2.9 与弹簧相关的平衡问题(提高篇)(解析版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分相互作用九．与弹簧相关的平衡问题（提高篇）一．选择题1．(2018·河北省衡水中学第一次调研)如图7所示，光滑的大圆环固定在竖直平面上，圆心为O点，P为环上最高点，轻弹簧的一端固定在P点，另一端拴连一个套在大环上的小球，小球静止在图示位置，则()A．弹簧可能处于压缩状态B．大圆环对小球的弹力方向不可能指向O点C．小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向O点D．大圆环对小球的弹力大小可能小于球的重力，也可能大于球的重力【参考答案】BC【名师解析】若弹簧处于压缩状态，则对小球受力分析可知，重力向下，大圆环对小球的弹力指向O点，弹簧弹力沿PQ向下，则由平衡条件可知，此三力不可能平衡，选项A错误；因弹簧处于被拉伸状态，则大圆环对小球的弹力方向沿半径方向向外，不可能指向O点，选项B正确；因小球受重力、弹簧的弹力以及大圆环的弹力作用，由平衡条件可知，小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定与大圆环对小球的弹力等大反向，指向O 点，选项C正确；根据平行四边形定则，结合几何关系可知，大圆环对小球的弹力大小等于球的重力，选项D错误．2.(2016·四川成都高新区月考)如图所示，把重为20 N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上并静止，物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接，若物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，则弹簧对物体的弹力(弹簧与斜面平行)()A.可以为22 N，方向沿斜面向上B.可以为2 N，方向沿斜面向下C.可以为12 N，方向沿斜面向下D.弹力不可能为零【参考答案】AB【名师解析】将重力分解，平行斜面的向下分力为mg sin 30°＝10 N，垂直斜面的分力为mg cos 30°＝10 3 N，当最大静摩擦力平行斜面向下时，物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，弹簧弹力为拉力，等于22 N；当最大静摩擦力平行斜面向上时，物体与斜面间的最大静摩擦力为12 N，弹簧弹力为推力，等于2 N。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 专题7.4 探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系(提高篇)(原卷版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第七部分物理力学实验专题7.4 探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系（提高篇）1.（2019全国高考模拟卷14）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系；实验装置如图（a）所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0，P1，P2，P3，P4，P5，P6分别固定在弹簧上距悬点0，10，20，30，40，50，60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度；设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg砝码时，各指针的位置记为x；测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，取重力加速度为9.80m/s2）.已知实验所用弹簧的总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm.（1）将表中数据补充完整：__________，__________；（2）以n为横坐标，1/k为纵坐标，在图（b）给出的坐标纸上画出1/k-n图像；（3）图（b）中画出的直线可以近似认为通过原点；若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=__________N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k=__________N/m.【参考答案】（1）81.7 （1分）0.0122 （1分）（2）如图所示（2分）（3）(N/m)(在之间均可) （1分）(在之间均可)（1分）【名师解析】（1）N/m=81.7 N/m，故m/N=0.0122m/N（2）如图所示（3）由图线可得其斜率为：故直线满足即(N/m) (在之间均可) 由于60匝弹簧总长度为11.88cm；则n匝弹簧的为l0满足，代入得：(在之间均可)2.某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数k与其原长l0的关系实验中，按示意图所示安装好实验装置，让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐，在弹簧上安装可移动的轻质指针P，实验时的主要步骤是：①将指针P移到刻度尺l01＝5.00 cm处，在弹簧挂钩上挂上200 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；②取下钩码，将指针P移到刻度尺l02＝10.00 cm处，在弹簧挂钩上挂上250 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；③取下钩码，将指针P移到刻度尺l03＝15.00 cm处，在弹簧挂钩上挂上50 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；④重复③步骤，在每次重复③时，都将指针P下移5.00 cm，同时保持挂钩上挂的钩码质量不变．将实验所得数据记录、列表如下：根据实验步骤和列表数据，回答下列问题：(1)重力加速度g取10 m/s2.在实验步骤③中，弹簧的原长为15.00 cm时，其劲度系数为30 N/m.(2)同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数C(弹簧处在弹性限度内)．A．不变B．越大C．越小【参考答案】（1）30 （2）C【名师解析】(1)弹簧的原长为l03＝15.00 cm时，挂钩上钩码的质量为m3＝50 g，所受拉力F3＝m3g＝0.5 N，弹簧长度l3＝16.67 cm，弹簧伸长Δx3＝l3－l03＝1.67 cm.根据胡克定律，F3＝k3Δx3，解得k3≈30 N/m. (2)弹簧的原长为l05＝25.00 cm时，挂钩上钩码的质量为m5＝50 g，所受拉力F5＝m5g＝0.5 N，弹簧长度l5＝30.56 cm，弹簧伸长Δx5＝l5－l05＝5.56 cm.根据胡克定律，F5＝k5Δx5，解得k5≈9 N/m.由此可知，同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数越小，选项C正确．3．图甲为某同学用力传感器去探究弹簧的弹力和伸长量的关系的实验情景．用力传感器竖直向下拉上端固定于铁架台的轻质弹簧，读出不同拉力下的标尺刻度x及拉力大小F(从电脑中直接读出)．所得数据记录在下列表格中：(1)从图乙读出刻度尺上的刻度值为cm；(2)根据所测数据，在图丙坐标纸上作出F与x的关系图象；(3)由图象求出该弹簧的劲度系数N/m、弹簧的原长为cm.(均保留三位有效数字)【参考答案】：（1）63.60(63.58～63.62)（2）如图所示（3）24.8(24.6～25.0) 55.2(55.1～55.3)【名师解析】根据F与x的关系图象的斜率表示劲度系数得出。
2020年浙江湖州高考物理复习-含弹簧的综合问题
含弹簧的综合问题
变 如图，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在光 式 滑竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环
从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的
三、含弹簧的动量问题
弹簧连接的多个物体组成的系 统，当合力为0 时，满足动量守恒， 单个物体在弹力作用下，会引起动 量的变化，可应用动量定理分析。
含弹簧的综合问题
31 （多选）如图所示,轻质弹簧的左端固定，并处于自然状
态，小物块的质量为m，从A点向左沿水地面运动，压 缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的 最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度
含弹簧的综合问题：一、胡克定律F=kx；二、弹性势能Ep=kx2 ； 三、含弹簧的动量问题
二、弹簧弹性势能
弹簧弹力做的功等于弹性势能的变 化的负值，且弹簧弹性势能Ep=kx2/2 在弹力作用下物体的运动加速度往往是 变化的，高中阶段应用功能的观点研究 一般运动。
含弹簧的综合问题：一、胡克定律F=kx；二、弹性势能Ep=kx2 ； 三、含弹簧的动量问题
A.2:1 B.1:2 C.3:1 D.1:3
答案：（1）弹簧弹力做功为0 （2）Ek=m2g2/k （3）WF=3m2g2/2k
含弹簧的综合问题
4 如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m 的 小球，从离弹簧上端高h 处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上 后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿 竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F 的大小随小球下落的 位置坐标x 变化的关系,如图乙所示，不计空气阻力,重力加速度为g。以 下判断不正确的是( D )。 A.当 x=h+x0时，小球的重力势能与 弹簧的弹性势能之和最小 B.小球落到弹簧上向下运动到最低点 的过程中，加速度先减小后增大 C.当 x=h+2x0时，小球的加速度大小 为g D.小球动能的最大值为mgh+mgx0
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题3.13与弹簧相关的动力学问题含
专题3．13与弹簧相关的动力学问题一．选择题1. （2019河南郑州二模）如图所示，2019个质量均为m 的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连，在水平拉力F 的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a 向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为F 1—2，2和3间弹簧的弹力为F 2—3，2018和2019间弹簧的弹力为F 2018—2019，则下列结论正确的是（）A.F 1—2：F 2—3：......F 2018—2019=1：2：3： (2018)B.从左到右每根弹簧长度之化为1：2：3： (2018)C.如果突然撤去拉力F ，撤去F 瞬间，第2019个小球的加速度为F ，N 其余每个球的加速度依然为aD.如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a ，其余小球加速度依然为a【参考答案】AD【命题意图】本题以轻弹簧连接的2019个小球为情景，考查连接体、受力分析、牛顿运动定律及其相关知识点。
【解题思路】隔离小球1，由牛顿运动定律，F 1-2=ma ，把小球1和2看作整体隔离，由牛顿运动定律，F 2-3=2ma ，把小球1、2和3看作整体隔离，由牛顿运动定律，F 3-4=3ma ，把小球1、2、3和4看作整体隔离，由牛顿运动定律，F 4-5=4ma ，·····把小球1到2018看作整体隔离，由牛顿运动定律，F 2018-2019=2018ma ，联立解得：F 1-2∶F 2-3∶F 3-4∶F 4-5∶F 5-6······F 2018-2019=1∶2∶3∶4∶5······2018，选项A 正确；由于弹簧长度等于弹簧原长加弹簧伸长量，弹簧伸长量与弹簧弹力成正比，所以选项B 错误；如果突然撤去拉力F ，撤去F 的瞬间，小球之间弹簧弹力不变，2018和2019之间的弹簧弹力F 2018-2019=2018ma ，由牛顿第二定律可得F=2019ma ，F 2018-2019=ma’，联立解得第2019个小球的加速度a’=，选项C 错误；如果1和2两个球之间的弹簧从第1个球处脱落，20182019Fm 那么脱落瞬间，第1个小球受力为零，加速度为零，第2个小球受到2和3之间弹簧弹力，F 2-3=ma 2，解得第2个小球的加速度a 2=2a ，其余小球受力情况不变，加速度依然为a ，选项D 正确。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 专题7.3 探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系(基础篇)(解析版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第七部分物理力学实验专题7.3 探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系（基础篇）1.（2018广东韶关二模）某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生保护动物，他对此行为表示强烈谴责，为了教育其他同学不要玩弹弓，他想用学过的物理知识来实际测量它的威力。
于是他准备了一个节目中类似的弹弓（如图甲），它每侧固定有两根完全相同的橡胶管。
金属弹珠质量为10g，直径为10mm。
（1）他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律，为了验证猜想进行了实验。
由于实验室的传感器量程较小，于是他取其中一根橡胶管进行实验，通过传感器拉动橡皮管，记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小，并在坐标纸画出图乙所示的图象。
为了便于研究，他在老师的启发下将原图象拟合成如图丙所示，请你根据图象，计算出该单根橡胶管的原长L0______，劲度系数k______。
（2）同学查阅资料发现，当弹丸发射后的比动能(动能与最大横截面积的比值)超过1.8J/cm2就可被认定为枪支，并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为Ep=12kx2在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm长。
请你估算弹珠离开弹弓时的比动能______(π取3，结果保留两位有效数字)【参考答案】（1）70N/m 34cm（2）4.2J/cm2【名师解析】根据胡克定律得，，当时，，根据，代入数据解得。
当弹弓拉到49cm时，由机械能守恒弹珠的比动能，，代入数据解得2．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系．(1)为完成实验，还需要的实验器材有：________________________.(2)实验中需要测量的物理量有：________________.(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F－x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是由于________________________________．(4)为完成该实验，设计的实验步骤如下：A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；F．解释函数表达式中常数的物理意义；G．整理仪器．请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：________.【参考答案】(1)刻度尺(2)弹簧原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度) (3)200弹簧自身存在重力(4)CBDAEFG【名师解析】(1)根据实验原理可知还需要刻度尺来测量弹簧原长和形变量；(2)根据实验原理，实验中需要测量的物理量有弹簧的原长、弹簧挂不同个数的钩码时所对应的伸长量(或对应的弹簧长度)；(3)取图象中(0.5,0)和(3.5,6)两个点，代入F＝kx可得k＝200 N/m，由于弹簧自重的原因，使得弹簧不加外力时就有形变量．(4)根据完成实验的合理性可知先后顺序为CBDAEFG.3．(2018·深圳联考)把两根轻质弹簧串联起来测量它们各自的劲度系数，如图甲所示。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练 专题2.8 与弹簧相关的平衡问题(基础篇)(原卷版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第二部分 相互作用八．与弹簧相关的平衡问题（基础篇）一．选择题1. （2019四川攀枝花一模）如图所示，六根原长均为l 的轻质细弹簧两两相连，在同一平面内的六个大小相等，互成60°的恒定拉力作用下，形成一个稳定的正六边形，弹簧在弹性限度内。
已知正六边形的外接圆的直径为d ，每根弹簧的劲度系数均为k ，则每个拉力的大小为（ ）A ．)(l d k -B ．)2(l d k -C ．)2(l d k -D ．)(2l d k -2．（2018全国联考）如图所示，A 、B 、C 三个物体的质量是1122A B C m m m m ===，A 、B 两物体通过绳子绕过定滑轮相连，B 、C 用劲度系数k 2的弹簧相连，弹簧k 1一端固定在天花板上，另一端与滑轮相连。
开始时，A 、B 两物体在同一水平面上，不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦。
现用竖直向下的力缓慢拉动A 物体，在拉动过程中，弹簧、与A 、B 相连的绳子始终竖直，到C 物体刚要离开地面（A 没落地，B 没有与滑轮相碰）， 此时A 、B 两物体的高度差（ ）A. 2136mg mg k k +B. 21312mg mg k k + C. 2166mg mg k k + D. 21612mg mg k k +3.（2018全国联考）如图所示，两个质量均为m 的小球A 、B 细绳相连，小球A 与一个轻弹簧相连，弹簧另一端固定在竖直墙上，小球用一根细线连在天花板上，开始时，两小球都静止不动，这时细线与水平方向的夹角是θ=45°，弹簧水平，重力加速度为g ，现突然把细线剪断。
在剪断线的瞬间，小球A 的加速度大小是（ ）A. B. C. 2g D.4. (2018·河南洛阳联考)如图所示，将两根劲度系数均为k 、原长均为L 的轻弹簧，一端固定在水平天花板上相距为2L 的两点，另一端共同连接一质量为m 的物体，平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°。
2020年高考名校物理模拟试题分项解析热点14 与弹簧相关问题(解析版)
高考真题 1．（2019高考江苏卷物理8）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面 间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中
3
4.（2019全国理综III卷25）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为mA=l.0 kg，mB=4.0 kg；两者之 间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放， 使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0 J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B 与地面之间的动摩擦因数均为u=0.20。重力加速度取g=10 m/s²。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰 撞且碰撞时间极短。
的物理意义可知：物体
P
的最大速度满足 vP2
2
1 2
3a0
x0
3a0 x0 ，物体
Q
的最大速度满足：vQ2
2a0 x0
，
2
则两物体的最大动能之比： EkQ EkP
1 2
mQ
vQ2
1 2
mP
vP2
mQ mP
vQ2 vP2
4 ，C 正确；物体 P 和物体 Q 分别在弹簧上做简谐
改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球
M的半径是星球N的3倍，则
A．M与N的密度相等
1
B．Q的质量是P的3倍
C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.9 与连接体相关的能量问题(提高篇)(解析版)
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分机械能专题6.9 与连接体相关的能量问题（提高篇）一．选择题1．（6分）（2019湖北四地七校考试联盟期末）如图所示，固定的光滑竖直杆上套一个滑块A，与滑块A 连接的细线绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块B，细线不可伸长，滑块B放在粗糙的固定斜面上，连接滑块B 的细线和斜面平行，滑块A从细线水平位置由静止释放（不计轮轴处的摩擦），到滑块A下降到速度最大（A未落地，B未上升至滑轮处）的过程中（）A．滑块A和滑块B的加速度大小一直相等B．滑块A减小的机械能等于滑块B增加的机械能C．滑块A的速度最大时，滑块A的速度大于B的速度D．细线上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量【点拨分析】根据沿绳的加速度相同分析两滑块的关系；由系统的机械能守恒的条件判断；由沿绳的速度相等分析两滑块的速度关系；由动能定理或能量守恒分析机械能的变化。
【名师解析】两滑块与绳构成绳连接体，沿绳方向的加速度相等，则A的分加速度等于B的加速度；故A 错误；绳连接体上的一对拉力做功不损失机械能，但B受到的斜面摩擦力对B做负功，由能量守恒可知滑块A减小的机械能等于滑块B增加加的机械能和摩擦生热之和；故B错误；绳连接体沿绳的速度相等，则A沿绳的分速度等于B的运动速度，如图所示，即滑块A的速度大于B的速度，故C正确；对A受力分析可知，除重力外，只有细线的张力对滑块做功，由功能原理可知，细线上张力对滑块A 做的功等于滑块A 机械能的变化量；故D正确。
【名师点评】绳连接体问题主要抓住五同原理解题（沿绳的拉力相同，沿绳的加速度相同，沿绳的速度相同，沿绳的功率相同，沿绳的做功相等）。
2．（郑州2019届质量检测）如图所示，不可伸长的轻绳通过定滑轮将物块甲、乙(均可视为质点)连接，物块甲套在固定的竖直光滑杆上，用外力使两物块静止，轻绳与竖直方向夹角θ＝37°，然后撤去外力，甲、乙两物块从静上开始无初速释放，物块甲能上升到最高点Q ，己知Q 点与滑轮上缘O 在同一水平线上，甲、乙两物块质量分别为m 、M ，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8，重力加速度为g ，不计空气阻力，不计滑轮的大小和摩擦。
2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题6.7与传送带相关的能量问题(提高篇)(含解析)
专题6。
7与传送带相关的能量问题(提高篇）1．（12分）（2019湖北百校大联考冲刺卷)如图所示为某种游戏装置的示意图，水平导轨MN和PQ分别与水平传送带左侧和右侧理想连接,竖直圆形轨道与PQ相切于Q。
已知传送带长L＝4。
0m，且沿顺时针方向以恒定速率v＝3。
0m/s匀速转动。
两个质量均为m的滑块B、C静止置于水平导轨MN上，它们之间有一处于原长的轻弹簧，且弹簧与B连接但不与C连接。
另一质量也为m的滑块A以初速度v0沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短.若C距离N足够远，滑块C脱离弹簧后以速度v C＝2.0m/s滑上传送带，并恰好停在Q点。
已知滑块C与传送带及PQ之间的动摩擦因数均为μ＝0。
20,装置其余部分均可视为光滑，重力加速度g取10m/s2.求：（1）PQ的距离和v0的大小;（2）已知竖直圆轨道半径为0。
55m，若要使C不脱离竖直圆轨道，求v0的范围。
【名师解析】（1）设C滑上传送带后一直加速,则,解得：,所有C在传送带上一定先加速后匀速，滑上PQ的速度v＝3m／s又因为恰好停在Q点，则有解得A与B碰撞：接下来AB整体压缩弹簧后弹簧恢复原长时，C脱离弹簧，这个过程有联立方程可解得：（2）要使C 不脱离圆轨道，有两种情况，一是最多恰能到达圆心等高处,二是至少到达最高处，若恰能到达圆心等高处,则易得 由N ～Q 段：，可得在A 、B 碰撞及与弹簧作用的过程中联立方程可解得：所以这种情况下，A 的初速度范围是若恰能到达最高点，则易得同理可得A 的初速度范围是，所以或.2．（2019四川德阳三模)如图所示,有一光滑平台左侧靠墙，平台上有轻弹簧，其左端固定在墙上，弹簧不被压缩时右侧刚好到平台边缘，光滑平台右侧有一水平传送带，传送带A 、B 两端点间距离L ＝1 m ，传送带以速率v 0＝4 m/s 顺时针转动。
现用一质量为kg m 11=的小物块向左压缩弹簧,放手后小物块被弹出，到达B 端时与静止在B 处质量kg m 12=的小物块相碰（放置小物块的位置对整个运动过程无影响），碰后粘合在一起从B 端水平飞出.粘合体经过传送带下方C 点时，速度方向与水平方向成45°角,经过C 点下方h=0。
2020年高考物理100考点- 电磁感应中的能量问题
2020年高考物理100考点最新模拟题（选修3-2）第四部分 电磁感应专题4.11 电磁感应中的能量问题（基础篇）一．选择题1. (多选)如图所示，竖直放置的“”形光滑导轨宽为L ，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d ，磁感应强度为B .质量为m 的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R ，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g .金属杆( )A.刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下B.穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间C.穿过两磁场产生的总热量为4mgdD.释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h 可能小于m 2gR 22B 4L4 2．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，斜面上放置一矩形导体线框abcd ，ab 边的边长为l 1，bc 边的边长为l 2，线框的质量为m ，电阻为R ，线框通过绝缘细线绕过光滑的定滑轮与一重物相连，重物质量为M ．斜面上ef 线(ef 平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度为B ，如果线框从静止开始运动，进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的，且线框的ab 边始终平行于底边，则下列说法正确的是( )A ．线框进入磁场前运动的加速度为Mg －mg sin θmB ．线框进入磁场时匀速运动的速度为（Mg －mg sin θ）R Bl 1C ．线框做匀速运动的总时间为B 2l 21Mg －mgR sin θD ．该匀速运动过程中产生的焦耳热为(Mg －mg sin θ)l 23．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L ，顶端接阻值为R 的电阻．质量为m 、电阻为r 的金属棒在距磁场上边界某处由静止释放，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度大小为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场垂直，如图所示，不计导轨的电阻，重力加速度为g ，则下列说法错误的是( )A ．金属棒在磁场中运动时，流过电阻R 的电流方向为b →aB ．金属棒的速度为v 时，金属棒所受的安培力大小为B 2L 2v R ＋rC ．金属棒的最大速度为mg （R ＋r ）BLD ．金属棒以稳定的速度下滑时，电阻R 的热功率为⎝⎛⎭⎫mg BL 2R4．（2016河南开封一模）如右图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，导轨宽度为L ，其下端与电阻R 连接；导体棒ab 电阻为r ，导轨和导线电阻不计，匀强磁场竖直向上。
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专题6.10与弹簧相关的能量问题（基础篇）
一．选择题
1. （2019河南郑州二模）蹦极是一项考验体力、智力和心理承受能力的空中极限运动。
跳跃者站在约50m 高的塔台上，把一根原长为L的弹性绳的一端绑在双腿的踝关节处，另一端固定在塔台上，跳跃者头朝下跳下去。
若弹性绳的弹力遵守胡克定律，不计空气阻力，则在跳跃者从起跳到第一次下落到最低点的过程中，跳跃者的动能Ek(图线①)和弹性绳的弹性势能Ep(图线②)随下落高度的变化图象中，大致正确的是（）
【参考答案】B
【命题意图】本题以蹦极为情景，考查蹦极过程中动能和弹性绳的弹性势能随下落高度的变化的分析及其相关知识点。
【解题思路】在跳跃者起跳到下落到弹性绳刚伸直（0~L）的过程中动能随下落高度h的增加线性增大；再往下落时动能和弹性势能都增大，当弹性绳的弹力等于跳跃者的重力时，速度最大，动能最大；继续向下落时动能减小，弹性绳的弹性势能增大，图象B正确。
【易错警示】解答此题常见错误主要有：没有考虑到弹性绳伸直后动能还要增大，导致错选C或A或D。
2.（2018•江苏）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中，物块（）
A. 加速度先减小后增大
B. 经过O点时的速度最大
C. 所受弹簧弹力始终做正
D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功
【参考答案】A,D
【名师解析】物体从A点到O点过程，弹力逐渐减为零，刚开始弹簧弹力大于摩擦力，故可分为弹力大于摩擦力过程和弹力小于摩擦力过程：弹力大于摩擦力过程，合力向右，加速度也向右，由于弹力减小，摩擦力不变，小球所受合力减小加速度减小，弹力等于摩擦力时速度最大，此位置在A点与O点之间；弹力
小于摩擦力过程，合力方向与运动方向相反，弹力减小，摩擦力大小不变，物体所受合力增大，物体的加速度随弹簧形变量的减小而增加，物体作减速运动；从O点到B点的过程弹力增大，合力向左，加速度继续增大， A符合题意、B不符合题意；从A点到O点过程，弹簧由压缩恢复原长弹力做正功，从O点到B 点的过程，弹簧伸长，弹力做负功，C不符合题意；从A到B的过程中根据动能定理弹簧弹力做的功等于物体克服摩擦力做的功，
【分析】先明确从A到O的过程，弹簧压缩量先变小后伸长量变大，可知对物体先做正功后做负功，然后对物体进行受力分析，结合牛顿第二定律可确定加速度的变化情况，有动能定理可知从A到B的过程中弹簧弹力做功与克服摩擦力做功的关系。
3. (2017·青岛模拟)如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧。
若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为F f，则小球从开始下落至最低点的过程( )
A．小球动能的增量为零 B．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)
C．弹簧弹性势能的增量为(mg－F f)(H＋x－L) D．系统机械能减小F f H
【参考答案】.AC
【名师解析】小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，所以小球动能的增量为0，故A正确；小球下落的整个过程中，重力做功W G＝mgh＝mg(H＋x－L)，根据重力做功量度重力势能的变化W G ＝－ΔE p得：小球重力势能的增量为－mg(H＋x－L)，故B错误；根据动能定理得：W G＋W f＋W弹＝0－0＝0，所以W弹＝－(mg－F f)(H＋x－L)，根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化W弹＝－ΔE p得：弹簧弹性势能的增量为(mg－F f)·(H＋x－L)，故C正确；系统机械能的减少等于重力、弹力以外的力做的功，所以小球从开始下落至最低点的过程，克服阻力做的功为：F f(H＋x－L)，所以系统机械能的减小量为：F f(H＋x－L)，故D错误。
4．(2019·江苏南通调研)某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m，弹簧的左端固定，木块在水平面上紧靠弹簧(不连接)将其压缩，记下木块右端位置A点，释放后，木块右端恰能运动到B1点．在木块槽中加入一个质量m0＝200 g的砝码，再将木块左端紧靠弹簧，木块右端位置仍然在A点，释放后木块离开弹簧，右端恰能运动到B2点．测得AB1、AB2长分别为36.0 cm和12.0 cm，则木块的质量m为( )
A ．100 g
B ．200 g
C ．300 g
D ．400 g
【参考答案】.A
【名师解析】两次木块均由同一位置释放，故弹簧恢复原长的过程中，弹簧所做的功相同，未加砝码时，由动能定理，可得W 弹－μmg ·AB 1＝0，加上砝码m 0时，有W 弹－μ(m ＋m 0)g ·AB 2＝0，解得m ＝100 g ，选项A 正确．
5．(2018·江西南昌二模)如图所示，光滑水平面AB 与竖直面上的半圆形光滑固定轨道在B 点衔接，BC 为直径．一可看作质点的物块在A 处压缩一轻质弹簧(物块与弹簧不连接)，释放物块，物块被弹簧弹出后，经过半圆形轨道B 点之后恰好能通过半圆轨道的最高点C ．现在换用一个质量较小的另一物块，被同样压缩的弹簧由静止弹出，不计空气阻力．则更换后( )
A ．物块不能到达C 点
B ．物块经过
C 点时动能不变 C ．物块经过C 点时的机械能增大
D ．物块经过B 点时对轨道的压力减小
【参考答案】.D 【名师解析】物块从A 到C 过程，由能量守恒有E P ＝mg ·2R ＋12mv 2C ，可知质量减小，物块经过C 点时动能增
大，v C 增大，物块也能到达C 点，故A 、B 错误；由能量守恒定律可知物块经过C 点时的机械能不变均为
E P ，故C 错误；物块从A 到B 过程，由能量守恒有E P ＝12mv 2B ，在B 点有N －mg ＝m v 2B R ，解得N ＝mg ＋2E P R ，减小，
故D 正确．
6．(2017·洛阳检测)如图所示，在倾角为θ的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M 的平板A 连接，一个质量为m 的物体B 靠在平板的右侧，A 、B 与斜面的动摩擦因数均为μ。
开始时用手按住物体B 使弹簧处于压缩状态，现放手，使A 和B 一起沿斜面向上运动距离L 时，A 和B 达到最大速度v 。
则以下说法正确的是( )
A ．A 和
B 达到最大速度v 时，弹簧是自然长度
B ．若运动过程中A 和B 能够分离，则A 和B 恰好分离时，二者加速度大小均为g (sin θ＋μcos θ)。