学大伟业2015暑假物理必达2

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2017-2018学年度人教版物理高二暑假作业：必修2阶段性综合训练(含答案)

2017-2018 学年度人教版物理高二暑期作业：必修 2 阶段性综合训练（含答案）2017-2018 学年度人教版物理高二暑期作业必修 2 阶段性综合训练一、单项选择题1.对于能源的利用和节能 , 以下说法正确的选项是( ) A. 依据能量守恒定律 , 能源的利用率应当是100%B. 因为能量不会凭空消逝 , 也不会凭空产生 , 老是守恒的 , 所以节俭能源意义不大C.节俭能源只需提升节能意识就行, 与科技进步没关D.在能源的利用中 , 总会有一部分能量未能被利用而损失去2.唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽150m的河 ,他们在静水中划船的速度为 5 m / s , 此刻他们察看到河水的流速为4 m / s , 对于此次划船过河 , 他们有各自的见解 , 此中正确的选项是 ( )A. 唐僧说 : 我们要想抵达正对岸就得朝着正对岸划船B. 悟空说 : 我们要想节俭时间就得朝着正对岸划船C.沙僧说 : 我们要想少走点路就得朝着正对岸划船D.八戒说 : 今日这类状况我们是不行能抵达正对岸的3.如下图 , 在水平川面上的A点以跟地面成角的速度v1射出一弹丸, 经过一段时间 , 弹丸恰巧以v2的速度垂直穿入竖直墙壁上的小孔B ,不计空气阻力.下边说法正确的选项是()1/132017-2018 学年度人教版物理高二暑期作业：必修 2 阶段性综合训练（含答案）A. 假如在B点以与v2大小相等的速度 , 水平向左射出弹丸 , 则它必然落在地面上的 A 点B. 假如在B点以与v1大小相等的速度 , 水平向左射出弹丸 , 则它必然落在地面上的 A 点C.假如在B点以与v2大小相等的速度 , 水平向左射出弹丸 , 那它必然落在地面上的 A 点左边D.假如在B点以与v1大小相等的速度 , 水平向左射出弹丸 , 那它必然落在地面上的 A 点右边4.如下图 , 为一皮带传动装置 , 右轮半径为 r,a 为它边沿上一点 ; 左边是一轮轴 , 大轮半径为 4r, 小轮半径为 2r, b 点在小轮上 , 到小轮中心的距离为 r. c 点和 d 点分别位于小轮和大轮的边沿上 . 若传动过程中皮带不打滑 , 则( )A. 点和点的角速度大小之比为1:2B. 点和点的线速度大小之比为1:2C.点和点的向心加快度大小之比为2:1D.点和点的向心加快度大小之比为1:15.如下图 , 圆盘上叠放着两个物块 A和 B, 当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时 , 物块与圆盘一直保持相对静止 , 则( )A. 物块 A 不受摩擦力作用B.物块 B受 5 个力作用C.当转速增大时 ,A 受摩擦力增大 ,B 受摩擦力减小D.A 对 B的摩擦力方向沿半径指向转轴6.如下图 ,a 为地球赤道上的物体 ,b 为沿地球表面邻近做匀速圆周运动的人造卫星 ,c 为地球同步卫星 . 对于 a、b、c 做匀速圆周运动的说法中正确的选项是 ( )A. 周期关系为 T a=T c>T bB. 线速度的大小关系为v a<v b <v cC.向心加快度的大小关系为a a>a b>a cD.地球对 b、c 两星的万有引力供给了向心力, 所以只有 a 受重力 ,b 、c两星不受重力7.如下图 , 小明在玩蹦蹦杆。

2025高考物理步步高同步练习必修2第八章重力势能含答案

2025高考物理步步高同步练习必修2第八章2重力势能[学习目标] 1.知道重力做功的特点.2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系.3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球组成的“系统”所共有的.4.理解弹性势能，知道影响弹性势能大小的相关因素．一、重力做的功1．重力所做的功W G＝mgΔh，Δh指初位置与末位置的高度差．2．重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．二、重力势能1．定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．2．大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积，表达式为E p＝mgh.3．单位：焦耳．4．重力做功和重力势能变化的关系：重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加．关系式：W G＝E p1－E p2.三、重力势能的相对性1．重力势能的相对性在参考平面上物体的重力势能为0.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的，但重力势能的差值相同．(后两空选填“相同”或“不同”)2．标矢性：重力势能为标量，其正负表示重力势能的大小．物体在参考平面上方时，重力势能为正值；在参考平面下方时，重力势能为负值．四、弹性势能1．定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能，叫弹性势能．2．影响弹性势能的因素(1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，在弹性限度内，形变越大，弹簧的弹性势能就越大．(2)弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关：在弹性限度内，不同的弹簧发生同样的形变，劲度系数越大，弹性势能越大．1．判断下列说法的正误．(1)重力做功与路径无关，只与该物体初、末位置的高度差有关．(√)(2)重力势能E p1＝10 J，E p2＝－10 J，则E p1与E p2方向相反．(×)(3)重力做功W G＝－20 J，则物体的重力势能减小20 J．(×)(4)同一弹簧长度不同时，弹性势能一定不同．(×)2.质量为m的物体(可视为质点)从水平地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图1所示，重力加速度为g，在此过程中，重力对物体做功为______，重力势能______(填“减少”或“增加”)了______．图1答案mg(H＋h)减少mg(H＋h)一、重力做的功导学探究如图2所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题：图2(1)求出图甲情形中重力做的功；(2)求出图乙情形中重力做的功；(3)求出图丙情形中重力做的功；(4)重力做功有什么特点？答案(1)图甲中W G＝mgΔh＝mgh1－mgh2(2)图乙中W AB′＝mgl cos θ＝mgΔh＝mgh1－mgh2W B′B＝0故W AB＝mgΔh＝mgh1－mgh2(3)图丙中把整个路径AB″分成许多很短的间隔AA1、A1A2…，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看成一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh2…，则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2….W AB″＝mgΔh1＋mgΔh2＋…＝mg(Δh1＋Δh2＋…)＝mgΔhW B″B＝0故W AB＝mgΔh＝mgh1－mgh2.(4)物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关．知识深化1．重力做功只与重力和物体高度变化有关，与运动路径无关．2．物体下降时重力做正功，W G＝mgh；物体上升时重力做负功，W G＝－mgh.3．重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，即恒力做的功等于力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关．[深度思考]重力做功与物体受到的其他力有关吗？与物体做加速运动还是减速运动有关吗？答案都无关，重力做功只与重力和物体的高度变化有关．(2020·丹阳高级中学高一期末)某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m 的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图3所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是()图3A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功C．从A到B重力做功mg(H＋h)D．从A到B重力做功mgH答案 D解析重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关．从A到B的高度差是H，故从A到B重力做的功是mgH，选项D正确．二、重力势能导学探究如图4所示，起重机把质量为m的楼板从水平地面上吊到高度为h的楼顶上．图4(1)分别以地面、楼顶为参考平面，楼板在楼顶的重力势能等于多少？楼板从地面吊到楼顶的过程中，重力势能的变化是多少？(2)从结果可以看出重力势能、重力势能的变化与参考平面有关吗？答案(1)楼板的重力势能分别为mgh、0，与参考平面有关；重力势能的变化均为mgh. (2)重力势能与参考平面有关，重力势能的变化与参考平面无关．知识深化1．重力势能与重力势能的变化量(1)重力势能E p＝mgh具有相对性，与参考平面的选取有关，其中h是相对参考平面的高度．当物体在参考平面下方h处，重力势能E p＝－mgh.(2)重力势能是标量，但有正负，正负表示重力势能的大小．(3)重力势能的变化ΔE p与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的．2．重力做功与重力势能变化的关系W G＝E p1－E p2＝－ΔE p(1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，重力势能的减少量等于重力所做的功．(2)当物体由低处运动到高处时，重力做负功(物体克服重力做功)，重力势能增加，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功．[深度思考]重力势能E p＝mgh中的“h”与重力做功W＝mgΔh中的“Δh”相同吗？若不同，有何区别？答案不相同．重力势能E p＝mgh中的“h”是物体相对于参考平面的高度；而重力做功W ＝mgΔh中的“Δh”是物体初、末位置的高度差，与参考平面无关．(2021·江苏省邗江中学高一期中)关于重力势能，下列说法中正确的是()A．放在地面上的物体重力势能一定为零B．物体与参考平面的距离越大，它的重力势能也越大C．重力势能的变化量与参考平面的选取无关D．一个物体的重力势能从－10 J变化到4 J，重力势能减少了答案 C解析地面上的物体的重力势能与参考平面的选取有关，A错误；如果物体在参考平面上方，物体与参考平面的距离越大，重力势能越大，如果物体在参考平面下方，物体与参考平面的距离越大，重力势能越小，B错误；重力势能的变化量只与物体初、末位置的高度差有关，与参考平面的选取无关，C正确；一个物体的重力势能从－10 J变化到4 J，重力势能增加了，D错误．如图5所示，水平桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取10 m/s2)图5(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；(2)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；(3)比较以上计算结果，说明什么问题？答案(1)8 J24 J(2)24 J24 J(3)见解析解析(1)以桌面为参考平面，物体距参考平面的高度为h1＝0.4 m，因而物体具有的重力势能为E p1＝mgh1＝2×10×0.4 J＝8 J物体落至地面时，物体的重力势能为E p2＝mgh2＝2×10×(－0.8) J＝－16 J因此物体在此过程中的重力势能减少量为ΔE p＝E p1－E p2＝8 J－(－16) J＝24 J(2)以地面为参考平面，物体距参考平面的高度为h1′＝(0.4＋0.8) m＝1.2 m，因而物体具有的重力势能为E p1′＝mgh1′＝2×10×1.2 J＝24 J物体落至地面时，物体的重力势能为E p2′＝0在此过程中，物体的重力势能减少量为ΔE p ′＝E p1′－E p2′＝24 J －0＝24 J ；(3)通过上面的计算，说明重力势能是相对的，它的大小与参考平面的选取有关，而重力势能的变化量是绝对的，它与参考平面的选取无关．如图6所示，长为2 m 、质量为10 kg 的一条细铁链放在水平地面上，从提起铁链一端直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做的功为多少？(g 取9.8 m/s 2)图6答案 98 J解析从初状态到末状态，铁链的重心位置升高了h ＝l 2，因而铁链的重力势能增加了mgh ＝mg ·l 2＝98 J ，故铁链克服重力做的功为98 J. 三、弹性势能导学探究如图7所示，物体与水平轻质弹簧相连，物体在O 点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A 处静止释放，物体会由A 向A ′运动，A 、A ′关于O 点对称，则：图7(1)物体由A 向O 运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？(2)物体由O 向A ′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？(3)在A 、A ′处弹性势能有什么关系？答案 (1)正功减少 (2)负功增加 (3)相等知识深化1．对弹性势能的理解(1)系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因此弹性势能具有系统性．(2)(弹簧)弹性势能的影响因素：①弹簧的形变量x ；②弹簧的劲度系数k .(3)相对性：弹性势能的大小与选定的弹性势能为零的位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的弹性势能为零．2．弹性势能与弹力做功的关系：弹性势能的变化只与弹力做功有关，弹力做负功，弹性势能增大，反之则减小．3．弹性势能表达式的推导根据胡克定律F＝kx，作出弹力F与弹簧形变量x关系的F－x图线，如图8所示，根据W＝Fx知，图线与横轴所围的面积表示F所做的功，即W＝kx·x2＝12kx2，所以E p＝12kx2.图8关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小C．在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大D．弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能答案 C解析弹簧弹性势能的大小除了跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关外，还跟劲度系数k 有关，在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，弹性势能越大，故C正确．如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能减小，在原长处时它的弹性势能最小，当它变短时，它的弹性势能增大，弹簧在拉伸时的弹性势能不一定大于压缩时的弹性势能，故A、B、D错误．考点一重力做功1.如图1所示，质量关系为m1>m2>m3的三个小球分别沿三条不同的轨道1、2、3由离地高h 的A点滑到同一水平面上，轨道1、3是光滑的，轨道2是粗糙的，重力对小球做的功分别为W1、W2、W3，则下列判断正确的是()图1A ．W 1>W 2＝W 3B ．W 1＝W 3>W 2C ．W 1＝W 2＝W 3D ．W 1>W 2>W 3答案 D解析重力做功W ＝mgh ，h 相等，由于m 1>m 2>m 3，所以W 1>W 2>W 3，故D 正确．2.如图2所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后，再滚上另一斜面，当它到达h 4处的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(重力加速度为g )( )图2A.mgh 4B.3mgh 4C ．mghD ．0 答案 B解析解法一分段法．小球由A →B ，重力做正功W 1＝mgh小球由B →C ，重力做功为0，小球由C →D ，重力做负功W 2＝－mg ·h 4故小球由A →D 全过程中重力做功W G ＝W 1＋W 2＝mg ⎝⎛⎭⎫h －h 4＝34mgh ，B 正确．解法二全过程法．全过程，高度差为h 1－h 2＝34h ，故W G ＝34mgh ，B 正确．考点二重力势能3．关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的是( )A ．重力做功与路径无关B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定减小C．重力势能为负值，说明其方向与规定的正方向相反D．重力势能的大小与参考平面的选取无关答案 A4．(2021·东台创新高级中学月考)《愤怒的小鸟》是一款非常流行的游戏．故事也相当有趣，如图3甲，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒．该游戏完全按照实际的抛体运动规律设计，支架高度为h，支架到肥猪堡垒的水平距离为l，不计空气阻力．设某次小鸟被弹弓沿水平方向弹出，模拟图如图乙所示．小鸟弹出到击中肥猪堡垒的过程中()图3A．重力做正功，重力势能减少B．重力做正功，重力势能增大C．重力做负功，重力势能减少D．重力做负功，重力势能增大答案 A解析小鸟的重力方向竖直向下，小鸟在竖直方向上向下运动，重力做正功，根据重力做功和重力势能的关系，则重力势能减小．故选A.5．(2021·山东高一期中)如今高层居民小区越来越多，家住高层，窗外“风光无限”，可电梯房虽好，就是怕停电．电梯停运，给高层住户的生活带来很多不便．家住10楼的李同学某次停电时步行从一楼走楼梯回家，已知该同学质量为50 kg，每层楼的高度为3 m，取g＝10 m/s2.则该同学在这个过程中()A．重力做负功，楼梯的支持力做正功B．重力做负功，楼梯的支持力不做功C．重力势能增加1.5×105 JD．重力势能增加1.35×105 J答案 A解析上楼梯时，重力方向竖直向下，楼梯的支持力方向竖直向上，所以重力做负功，楼梯的支持力做正功，故A正确，B错误；上楼整个过程中，重力做的功为W G＝－mgh＝－50×10×27 J＝－1.35×104 J，根据功能关系，重力做负功，所以重力势能增加1.35×104 J，故C、D错误．6．(2020·安徽合肥市期末)如图4所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g.下列说法正确的是()图4A．足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mghB．足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mghC．足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mghD．因为没有选定参考平面，所以无法确定重力势能变化了多少答案 B解析足球由1运动到2的过程中，足球高度上升，重力做负功，所以重力做的功为－mgh，选项A错误；足球由2运动到3的过程中，重力做正功，重力势能减少了mgh，选项B正确；足球由1运动到3的过程中，高度没有变化，所以重力做功为零，选项C错误；重力势能的变化量与参考平面无关，重力势能的大小才与参考平面有关，选项D错误．考点三弹性势能7．关于弹簧的弹性势能，下列说法不正确的是()A．弹簧的弹性势能与其被拉伸(或压缩)的长度有关B．弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数有关C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D．弹性势能的大小与使弹簧发生形变的物体有关答案 D解析理解弹簧的弹性势能时要明确研究对象是发生弹性形变的弹簧，而不是使之发生形变的物体，弹簧弹性势能的大小跟形变量有关，同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能也越大；弹簧的弹性势能还与劲度系数有关，当形变量相同时，劲度系数越大的弹簧弹性势能也越大，故A、B、C正确，D错误．8．(2021·福建南平高一下月考)如图5所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端与一水平轻质弹簧连接，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态．当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是(弹簧始终在弹性限度内)()图5A．弹簧的弹性势能先减小后增大B．弹簧的弹性势能先增大后减小C．弹簧的弹性势能逐渐减小D．弹簧的弹性势能逐渐增大答案 A解析由物体处于静止状态可知，弹簧处于压缩状态，撤去F后，物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能先减小后增大，故A正确．9．如图6所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中()图6A．重力做正功，弹力不做功B．重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加C．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力做负功D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功答案 B解析用不可伸长的细绳拴住重物向下摆动时，重力做正功，弹力不做功，C错；用弹簧拴住重物向下摆动时，弹簧要伸长，重物轨迹不是圆弧，弹力做负功，弹性势能增加，重力做正功，且做功比用细绳代替弹簧后做功多，A、D错，B对．10．如图7甲所示，一滑块沿光滑的水平面向左运动，与水平轻弹簧接触后将弹簧压缩到最短，然后反向弹回，弹簧始终处在弹性限度内，图乙为测得的弹簧的弹力与弹簧压缩量之间的关系图像，则弹簧的压缩量由8 cm变为4 cm时，弹簧弹力所做的功以及弹性势能的变化量分别为()图7A．3.6 J、－3.6 J B．－3.6 J、3.6 JC．1.8 J、－1.8 J D．－1.8 J、1.8 J答案 C解析F－x图像中图线与x轴围成的面积表示弹簧弹力做的功，则W＝12×0.08×60 J－12×0.04×30 J＝1.8 J，根据W＝－ΔE p知，弹性势能的变化量为－1.8 J，C正确．11．(2021·浙江高一月考)如图8甲所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目．为了研究蹦极运动过程，做以下简化(如图乙)：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向．弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连．游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内．关于游客从O→B→C→D的过程，下列说法正确的是()图8A．从O到B过程中，重力势能增大B．从B到D过程中，游客做匀减速运动C．从B到C过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小D．从B到D过程中，游客的速度先增大后减小答案 D解析从O 到B 过程中，游客的高度降低，则重力势能减小，选项A 错误；从B 到D 过程中，弹性绳的拉力先小于重力后大于重力，则游客先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故游客的速度先增大后减小，选项B 错误，D 正确；从B 到C 过程中，弹性绳的长度增加，形变量增大，则弹性势能增大，选项C 错误．12.如图9所示，吊车以g 4的加速度将质量为m 的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h ，则：(重力加速度为g ，不计空气阻力)图9(1)吊车钢索的拉力对物体做的功为多少？(2)重力做的功为多少？(3)物体的重力势能变化了多少？答案 (1)34mgh (2)－mgh (3)增加了mgh 解析 (1)设吊车钢索对物体的拉力为F ，物体的加速度a ＝g 4，方向竖直向下由牛顿第二定律得mg －F ＝ma ，故F ＝mg －ma ＝34mg ，方向竖直向上，所以拉力做的功W ＝Fh ＝34mgh . (2)物体被提升高度为h ，重力做的功W G ＝－mgh .(3)由于ΔE p ＝－W G ＝mgh ，故物体的重力势能增加了mgh .13.如图10所示，质量相等的两木块中间连有一竖直弹簧，今用力F 缓慢向上提A ，直到B 恰好离开水平地面．开始时木块A 静止在弹簧上面．设开始时弹簧的弹性势能为E p1，B 刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为E p2，则关于E p1、E p2的大小关系及弹性势能的变化ΔE p ，下列说法中正确的是( )图10A ．E p1＝E p2B ．E p1＞E p2C ．ΔE p ＞0D ．ΔE p ＜0答案 A 解析设两木块的质量均为m ，开始时弹簧形变量为x 1，有kx 1＝mg ，设B 刚要离开地面时弹簧形变量为x 2，有kx 2＝mg ，可知x 1＝x 2，所以E p1＝E p2，ΔE p ＝0，A 正确，B 、C 、D 错误．3 动能和动能定理[学习目标] 1.掌握动能的表达式和单位，知道动能是标量.2.能运用牛顿第二定律与运动学公式推导出动能定理，理解动能定理的物理意义.3.能运用动能定理解决简单的问题．一、动能的表达式1．表达式：E k ＝12m v 2. 2．单位：与功的单位相同，国际单位为焦耳，符号为J.3．标矢性：动能是标量，只有大小，没有方向．二、动能定理1．内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化．2．表达式：W ＝12m v 22－12m v 12.如果物体受到几个力的共同作用，W 即为合力做的功，它等于各个力做功的代数和．3．动能定理既适用于恒力做功的情况，也适用于变力做功的情况；既适用于直线运动，也适用于曲线运动．1．判断下列说法的正误．(1)某物体的速度加倍，它的动能也加倍．(×)(2)两质量相同的物体，动能相同，速度一定相同．(×)(3)合外力做功不等于零，物体的动能一定变化．(√)(4)物体的速度发生变化，合外力做功一定不等于零．(×)(5)物体的动能增加，合外力做正功．(√)2．在高h＝6 m的某一高度处，有一质量m＝1 kg的物体自由落下，物体落地时的速度大小为10 m/s，则物体在下落过程中克服阻力做的功为________J．(g取10 m/s2)答案10解析由动能定理得mgh－W克f＝12m v2－0，得W克f＝10 J.一、动能和动能定理导学探究如图1所示，光滑水平面上的物体在水平恒力F 的作用下向前运动了一段距离l ，速度由v 1增加到v 2.试推导出力F 对物体做功的表达式．图1答案 W ＝Fl ＝F ·v 22－v 122a ＝F ·v 22－v 122F m＝12m v 22－12m v 12. 知识深化1．动能概念的理解(1)动能的表达式E k ＝12m v 2. (2)动能是标量，没有负值．(3)动能是状态量，与物体的运动状态相对应．(4)动能具有相对性，选取不同的参考系，物体的速度大小不同，动能也不同，一般以地面为参考系．2．动能定理(1)在一个过程中合外力对物体做的功或者外力对物体做的总功等于物体在这个过程中动能的变化．(2)W 与ΔE k 的关系：合外力做功是物体动能变化的原因．①合外力对物体做正功，即W >0，ΔE k >0，表明物体的动能增大；②合外力对物体做负功，即W <0，ΔE k <0，表明物体的动能减小；③如果合外力对物体不做功，则动能不变．(3)物体动能的改变可由合外力做功来度量．[深度思考] 物体的速度发生了变化，物体的合外力一定做功吗？答案不一定．当物体速度发生变化时，可能仅是速度方向的变化，物体的动能可能不变，合外力不做功，比如做匀速圆周运动的物体所受合外力不做功．对动能的理解，下列说法正确的是( )A ．一切物体都具有动能B ．动能像重力势能一样有正负C ．质量一定的物体，动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化D ．动能不变的物体，一定处于平衡状态答案 C解析运动的物体都有动能，A 错误；动能是标量，没有正负之分，B 错误；质量一定的物体，动能变化，则速度的大小一定变化，所以速度一定变化，但速度变化时，如果只是方向改变而大小不变，则动能不变，比如做匀速圆周运动的物体，C 正确；动能不变的物体，速度方向可能变化，故不一定处于平衡状态，D 错误．下列关于运动物体的合外力做功与动能、速度变化的关系，正确的是( )A ．物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化B ．若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零C ．物体所受的合外力做功，它的速度大小一定发生变化D ．物体的动能不变，所受的合外力必定为零答案 C解析物体做变速运动时，合外力一定不为零，但合外力不为零时，做功可能为零，动能可能不变，A 、B 错误；物体所受的合外力做功，它的动能一定变化，速度大小也一定变化，C 正确；物体的动能不变，所受合外力做功一定为零，但合外力不一定为零，D 错误．二、动能定理的简单应用导学探究如图2所示，质量为m 的物块从固定斜面顶端由静止滑下，已知斜面倾角为θ，物块与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面高为h ，重力加速度为g .图2(1)物块在下滑过程中受哪些力的作用？各个力做的功分别为多少？(2)物块的动能怎样变化？物块到达斜面底端时的速度为多大？答案 (1)受重力、支持力、摩擦力；重力做功为W G ＝mgh ，支持力做功为W N ＝0，摩擦力做功为W f ＝－μmg cos θ·h sin θ＝－μmg h tan θ(2)物块动能增大，由动能定理得W G ＋W N ＋W f ＝12m v 2－0，得物块到达斜面底端的速度v ＝2gh －2μgh tan θ知识深化应用动能定理解题的一般步骤：(1)选取研究对象(通常是单个物体)，明确它的运动过程．(2)对研究对象进行受力分析，明确各力做功的情况，求出外力做功的代数和．(3)明确物体在初、末状态的动能E k1、E k2.(4)列出动能定理的方程W ＝E k2－E k1，结合其他必要的辅助方程求解并验算．质量m ＝6×103 kg 的客机，从静止开始沿平直的跑道匀加速滑行，当滑行距离l ＝7.2×102 m 时，达到起飞速度v ＝60 m/s.求：(1)起飞时飞机的动能是多少？(2)若不计滑行过程中所受的阻力，则飞机受到的牵引力为多大？(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为3.0×103 N ，牵引力与第(2)问中求得的值相等，则要达到上述起飞速度，飞机的滑行距离应为多大？答案 (1)1.08×107 J (2)1.5×104 N (3)9×102 m解析 (1)飞机起飞时的动能E k ＝12m v 2 代入数值得E k ＝1.08×107 J.(2)设飞机受到的牵引力为F ，由题意知合外力为F ，由动能定理得Fl ＝E k －0，代入数值得F ＝1.5×104 N.(3)设飞机的滑行距离为l ′，滑行过程中受到的平均阻力大小为F f ，飞机受到的合力为F －F f .由动能定理得(F －F f )l ′＝E k －0解得l ′＝9×102 m.针对训练1 在距水平地面高12 m 处，以12 m/s 的水平速度抛出质量为0.5 kg 的小球，其落地时速度大小为18 m/s ，求小球在运动过程中克服阻力做的功．(g 取10 m/s 2)答案 15 J解析对小球自抛出至落地过程，由动能定理得mgh －W 克阻＝12m v 22－12m v 12 则小球克服阻力做功为W克阻＝mgh －(12m v 22－12m v 12)＝0.5×10×12 J －(12×0.5×182－12×0.5×122) J ＝15 J.针对训练2 (2020·天津南开中学高一月考)如图3所示，质量为m 的物块在水平恒力F 的推。

高二物理暑假作业2高二全册物理试题

嗦夺市安培阳光实验学校新课标高二物理暑假作业2一、选择题.1.（单选）图中MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根横杆，导轨和横杆均为导体．有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图．用I表示回路中的电流．（）A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向B．当AB向左、CD向右滑动且速度大小相等时，I=0C．当AB、CD都向右滑动且速度大小相等时，I=0D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0且沿逆时针方向2.（单选）空间存在着沿竖直方向的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，如图甲所示，设甲图中线圈中磁感应强度的方向和感应电流的方向为正方向．要想在线圈中产生如图乙所示的感应电流，图丙中能正确表示线圈中磁感应强度随时间变化的图线是（）A． B． C．D．3.（单选）下列说法中正确的是（）A．“交流电的有效值”用的是等效替代的方法B．探究导体的电阻与材料、长度、粗细的关系，用的是反证的方法C．电场强度是用比值法定义的，电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比D．“如果电场线与等势面不垂直，在等势面上移动电荷时电场力就要做功．”用的是控制变量的方法4.（单选）如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为4：1，原线圈接人一电压为u=U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻．若U o =220V，ω=100πrad/s，则下述结论正确的是（）A．副线圈中电压表的读数为55VB．副线圈中输出交流电的周期为sC．原线圈中电流表的读数为0.5AD．原线圈中的输入功率为110W5.（单选）下列现象说明分子做无规则运动的是( )A．水沸腾时冒出的“白汽”在空气中做无规则地运动B．把少许碳素墨水滴入水中，在显微镜下可以观察到碳颗粒的无规则运动C．阳光从缝隙射入教室，在阳光下看到尘埃不停地运动D．经过搅拌，沙粒在水中杂乱地运动6.（单选）如图，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的过程，下列说法正确的是( )A．D→A是一个等温过程B．A→B是一个等温过程C．A与B的状态参量相同D．B→C体积减小，压强减小，温度不变7.（单选）下列说法中不正确的是（）A．自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性B．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行C．满足能量守恒定律的客观过程并不都是可以自发进行的D．从单一热源吸取热量，使之全部变成功而不产生其它影响是完全有可能的8.关于液体的下面说法中正确的是（）A．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力B．表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部的C．对浸润液体来说，在液体与固体接触的附着层内,分子的分布比液体内部疏，分子间的作用力表现为引力D．对浸润液体来说，在液体与固体接触的附着层内,分子的分布比液体内部密，分子间的作用力表现为斥力9.（多选）如图电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值相同，接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光．则（）A．在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗B．在电路（a）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗D．在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗二．实验题.10.如图所示的器材可用来研究电磁感应现象及判定感应电流的方向.（1）在给出的实物图中，用笔画线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路.（2）连好电路后，若将线圈L1插入线圈L2中，灵敏电流计的指针向左偏转，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的实验操作是（）A．拔出线圈L1 B．插入铁芯FC．变阻器的滑片向左滑动 D．断开电键S瞬间11.某同学在实验室做“用油膜法估测分子直径的大小”实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL。

步步高2015届高考物理(新课标)大一轮复习配套文档第五章第2课时动能定理(共计19页,含答案解析)全国通

第2课时动能定理考纲解读 1.掌握动能的概念，知道动能是标量，会求动能的变化量.2.掌握动能定理，能运用动能定理解答实际问题．1．[对动能定理的理解]关于动能定理的表达式W ＝E k2－E k1，下列说法正确的是 ( )A ．公式中的W 为不包含重力的其他力做的总功B ．公式中的W 为包含重力在内的所有力做的功，也可通过以下两种方式计算：先求每个力的功再求功的代数和或先求合外力再求合外力的功C ．公式中的E k2－E k1为动能的增量，当W >0时动能增加，当W <0时，动能减少D ．动能定理适用于直线运动，但不适用于曲线运动，适用于恒力做功，但不适用于变力做功答案 BC2．[动能定理的应用]甲、乙两物体质量之比m 1∶m 2＝1∶2，它们与水平桌面间的动摩擦因数相同，在水平桌面上运动时，因受摩擦力作用而停止． (1)若它们的初速度相同，则运动位移之比为________； (2)若它们的初动能相同，则运动位移之比为________．答案 (1)1∶1 (2)2∶1解析设两物体与水平桌面间的动摩擦因数为μ. (1)它们的初速度相同，设为v 0，由动能定理得：－μm 1gl 1＝0－12m 1v 20 －μm 2gl 2＝0－12m 2v 20 所以l 1∶l 2＝1∶1. 学科网ZXXK] (2)它们的初动能相同，设为E k ，由动能定理得：－μm 1gl 1＝0－E k －μm 2gl 2＝0－E k所以l 1∶l 2＝m 2∶m 1＝2∶1.3．[利用动能定理求变力的功]假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器．假定探测器在地球表面附近脱离火箭．用W 表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功，用E k 表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力(地球质量约为月球的6倍)．则( )A ．E k 必须大于或等于W ，探测器才能到达月球B ．E k 小于W ，探测器也可能到达月球C ．E k ＝12W ，探测器一定能到达月球D ．E k ＝12W ，探测器一定不能到达月球答案 BD解析因为探测器从脱离火箭到飞到月球的过程中，探测器不但受到地球对它的引力，而且还受到月球对它的引力，地球引力对探测器做负功，月球引力对探测器做正功，利用动能定理得－W 地＋W 月＝E k 末－E k (假设恰好到达月球，此时末动能E k 末＝0)，对上式变形可得：E k ＝W 地－W 月<W 地＝W ，可见，E k 小于W ，探测器也能到达月球，故选项A 错误，B 正确；又由地球质量约为月球质量的6倍，故地球对探测器产生的平均作用力比月球的大，做的功满足关系式：E k ＝W 地－W 月＝56W 地>12W ，可知当E k 等于12W 时，探测器不可能到达月球，故选项C 错误，D 正确．动能定理1．内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化． 2．表达式：W ＝12m v 22－12m v 21＝E k2－E k1. 3．物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度． 4．适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动． (2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功．(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用.考点一动能定理及其应用1．动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化具有等量代换关系．合外力的功是引起物体动能变化的原因．2．动能定理中涉及的物理量有F 、l 、m 、v 、W 、E k 等，在处理含有上述物理量的问题时，优先考虑使用动能定理．3．若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可以分段考虑，也可以整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同的情况分别对待求出总功，计算时要把各力的功连同正负号一同代入公式．例1 我国第一艘航空母舰“辽宁号”已经投入使用．为使战斗机更容易起飞，“辽宁号”使用了跃习技术，其甲板可简化为如图1所示的模型：AB 部分水平，BC 部分倾斜，倾角为θ.战机从A 点开始滑跑，从C 点离舰，此过程中发动机的推力和飞机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为F ，ABC 甲板总长度为L ，战斗机质量为m ，离舰时的速度为v m ，不计飞机在B 处的机械能损失．求AB 部分的长度．图1解析设AB 段长为s ，从A 到C ，根据动能定理得： W F ＋W G ＝12m v 2m即FL －mgh ＝12m v 2mh ＝(L －x )sin θ综合以上各式解得：x ＝L －2FL －m v 2m2mg sin θ答案 L －2FL －m v 2m2mg sin θ应用动能定理解题的基本思路 (1)选取研究对象，明确它的运动过程； (2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况：(3)明确研究对象在过程的初末状态的动能E k1和E k2；(4)列动能定理的方程W 合＝E k2－E k1及其他必要的解题方程，进行求解．突破训练1 小孩玩冰壶游戏，如图2所示，将静止于O 点的冰壶(视为质点)沿直线OB 用水平恒力推到A 点放手，此后冰壶沿直线滑行，最后停在B 点．已知冰面与冰壶的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m ，OA ＝x ，AB ＝L .重力加速度为g .求：图2(1)冰壶在A 点的速率v A ；(2)冰壶从O 点运动到A 点的过程中受到小孩施加的水平推力F . 答案 (1)2μgL (2)μmg (x ＋L )x解析 (1)冰壶从A 点运动至B 点的过程中，只有滑动摩擦力对其做负功，由动能定理得－μmgL ＝0－12m v 2A解得v A ＝2μgL(2)冰壶从O 点运动至A 点的过程中，水平推力F 和滑动摩擦力同时对其做功，由动能定理得(F －μmg )x ＝12m v 2A解得F ＝μmg (x ＋L )x考点二利用动能定理求变力的功例2 如图3所示，质量为m 的小球用长为L 的轻质细线悬于O 点，与O 点处于同一水平线上的P 点处有一个光滑的细钉，已知OP ＝L2，在A 点给小球一个水平向左的初速度v 0，发现小球恰能到达跟P 点在同一竖直线上的最高点B .求：图3(1)小球到达B 点时的速率；(2)若不计空气阻力，则初速度v 0为多少；(3)若初速度v 0＝3gL ，则小球在从A 到B 的过程中克服空气阻力做了多少功．解析 (1)小球恰能到达最高点B ，有mg ＝m v 2BL 2，得v B ＝gL 2. (2)若不计空气阻力，从A →B 由动能定理得－mg (L ＋L 2)＝12m v 2B －12m v 20 解得v 0＝7gL2.(3)由动能定理得－mg (L ＋L 2)－W f ＝12m v 2B －12m v 20 解得W f ＝114mgL .答案 (1)gL2(2) 7gL 2 (3)114mgL Z*xx*k应用动能定理求变力做功时应注意的问题 (1)所求的变力的功不一定为总功，故所求的变力的功不一定等于ΔE k .(2)若有多个力做功时，必须明确各力做功的正负，待求的变力的功若为负功，可以设克服该力做功为W ，则表达式中应用－W ；也可以设变力的功为W ，则字母W 本身含有负号．突破训练2 如图4所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力．已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中( )Z|xx|k图4A ．重力做功2mgRB ．机械能减少mgRC ．合外力做功mgRD ．克服摩擦力做功12mgR答案 D解析小球到达B 点时，恰好对轨道没有压力，故只受重力作用，根据mg ＝m v 2R 得，小球在B 点的速度v ＝gR .小球从P 点到B 点的过程中，重力做功W ＝mgR ，故选项A 错误；减少的机械能ΔE 减＝mgR －12m v 2＝12mgR ，故选项B 错误；合外力做功W 合＝12m v 2＝12mgR ，故选项C 错误；根据动能定理得，mgR －W f ＝12m v 2－0，所以W f ＝mgR －12m v 2＝12mgR，故选项D正确．考点三动能定理与图象结合的问题例3小军看到打桩机，对打桩机的工作原理产生了兴趣．他构建了一个打桩机的简易模型，如图5甲所示．他设想，用恒定大小的拉力F拉动绳端B，使物体从A点(与钉子接触处)由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，物体运动到最高点后自由下落并撞击钉子，将钉子打入一定深度．按此模型分析，若物体质量m＝1 kg，上升了1 m高度时撤去拉力，撤去拉力前物体的动能E k与上升高度h的关系图象如图乙所示．(g取10 m/s2，不计空气阻力)图5(1)求物体上升到0.4 m高度处F的瞬时功率．(2)若物体撞击钉子后瞬间弹起，且使其不再落下，钉子获得20 J的动能向下运动．钉子总长为10 cm.撞击前插入部分可以忽略，不计钉子重力．已知钉子在插入过程中所受阻力F f与深度x的关系图象如图丙所示，求钉子能够插入的最大深度．审题突破①E k－h图象中斜率表示物体所受合外力．②计算瞬时功率用公式P＝F v，其中v为瞬时速度．③当力随位移均匀变化时可用W＝F x计算变力的功．解析(1)撤去F前，根据动能定理，有(F－mg)h＝E k－0由题图乙得，斜率为k＝F－mg＝20 N得F＝30 N又由题图乙得，h＝0.4 m时，E k＝8 J，则v＝4 m/sP＝F v＝120 W(2)碰撞后，对钉子，有－F f x′＝0－E k′已知E k′＝20 JF f＝k′x′2又由题图丙得k′＝105 N/m 解得：x′＝0.02 m答案(1)120 W(2)0.02 m突破训练3 随着中国首艘航母“辽宁号”的下水，同学们对舰载机的起降产生了浓厚的兴趣．下面是小聪编制的一道舰载机降落的题目，请你阅读后求解．图6(1)假设质量为m 的舰载机关闭发动机后在水平地面跑道上降落，触地瞬间的速度为v 0(水平)，在跑道上滑行的v －t 图象如图6所示．求舰载机滑行的最大距离和滑行时受到的平均阻力大小；(2)航母可以通过设置阻拦索来增大对舰载机的阻力．现让该舰载机关闭发动机后在静止于海面上的航母水平甲板上降落，若它接触甲板瞬间的速度仍为v 0(水平)，在甲板上的运动可以看做匀变速直线运动，在甲板上滑行的最大距离是在水平地面跑道上滑行的最大距离的14.求该舰载机在航母上滑行时受到的平均阻力大小(结果用m 、v 0、t 0表示)．答案 (1)12v 0t 0 m v 0t 0 (2)4m v 0t 0解析 (1)由题图，根据匀变速运动规律可得最大距离为x ＝12v 0t 0由动能定理有－F f x ＝0－12m v 20解得阻力F f ＝m v 0t 0(2)最大距离x ′＝14x ＝18v 0t 0由动能定理有－F f ′x ′＝0－12m v 20联立解得F f ′＝4m v 0t 022.利用动能定理分析多过程问题例4 如图7所示，倾角为37°的粗糙斜面AB 底端与半径R ＝0.4 m 的光滑半圆轨道BC 平滑相连，O 点为轨道圆心，BC 为圆轨道直径且处于竖直方向，A 、C 两点等高．质量m ＝1 kg 的滑块从A 点由静止开始下滑，恰能滑到与O 点等高的D 点，g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.图7(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)若使滑块能到达C 点，求滑块从A 点沿斜面滑下时的初速度v 0的最小值； (3)若滑块离开C 点的速度大小为4 m/s ，求滑块从C 点飞出至落到斜面上所经历的时间t .审题与关联解析 (1)滑块从A 点到D 点的过程中，根据动能定理有mg (2R －R )－μmg cos 37°·2R sin 37°＝0－0解得：μ＝12tan 37°＝0.375(2)若使滑块能到达C 点，根据牛顿第二定律有mg ＋F N ＝m v 2CR由F N ≥0得v C ≥Rg ＝2 m/s滑块从A 点到C 点的过程中，根据动能定理有－μmg cos 37°·2R sin 37°＝12m v 2C －12m v 2则v 0＝v 2C ＋4μgR cot 37°≥2 3 m/s ，故v 0的最小值为2 3 m/s (3)滑块离开C 点后做平抛运动，有x ＝v C ′t ，y ＝12g t 2由几何知识得tan 37°＝2R －yx，整理得：5t 2＋3t －0.8＝0，解得t ＝0.2 s(t ＝－0.8 s 舍去) 答案 (1)0.375 (2)2 3 m/s (3)0.2 s1．运用动能定理解决问题时，选择合适的研究过程能使问题得以简化．当物体的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时，可以选择一个、几个或全部子过程作为研究过程． 2．当选择全部子过程作为研究过程，涉及重力、大小恒定的阻力或摩擦力做功时，要注意运用它们的功能特点：(1)重力的功取决于物体的初、末位置，与路径无关；(2)大小恒定的阻力或摩擦力的功等于力的大小与路程的乘积．突破训练4 一轻质细绳一端系一质量为m ＝120kg 的小球A ，另一端挂在光滑水平轴O 上，O 到小球的距离为L ＝0.1 m ，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图8所示，水平距离s 为2 m ，动摩擦因数为0.25.现有一小滑块B ，质量也为m ，从斜面上滑下，与小球碰撞时交换速度，与挡板碰撞不损失机械能．若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g 取10 m/s 2，试问：图8(1)若滑块B 从斜面某一高度h 处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h .(2)若滑块B 从h ′＝5 m 处滑下，求滑块B 与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力． (3)若滑块B 从h ′＝5 m 处滑下与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数n . 答案 (1)0.5 m (2)48 N (3)10解析 (1)碰后，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，设运动到最高点的速度为v 0，此时仅由重力充当向心力，则有mg ＝m v 20L，解得v 0＝1 m/s在滑块从h 处运动到小球到达最高点的过程中，由动能定理 mg (h －2L )－μmg s 2＝12m v 20解得h ＝0.5 m(2)若滑块从h ′＝5 m 处下滑到将要与小球碰撞时速度为v 1，则有mgh ′－μmg s 2＝12m v 21滑块与小球碰后的瞬间，滑块静止，小球以v 1的速度开始做圆周运动，绳的拉力F T 和重力的合力充当向心力，则有F T －mg ＝m v 21L解得F T ＝48 N(3)滑块和小球第一次碰撞后，每在水平面上经过路程s 后就会再次碰撞，则mgh ′－μmg s 2－12m v 20－2mgLμmgs＋1≥n解得n ≤10，故小球最多做10次完整的圆周运动．高考题组1．(2013·海南·13)一质量m ＝0.6 kg 的物体以v 0＝20 m/s 的初速度从倾角α＝30°的斜坡底端沿斜坡向上运动．当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了ΔE k ＝18 J ，机械能减少了ΔE ＝3 J ，不计空气阻力，重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)物体向上运动时加速度的大小； Zxxk (2)物体返回斜坡底端时的动能．答案 (1)6 m/s 2 (2)80 J解析 (1)设物体在运动过程中所受的摩擦力大小为f ，向上运动的加速度大小为a ，由牛顿第二定律有 a ＝mg sin α＋fm①设物体动能减少ΔE k 时，在斜坡上运动的距离为s ，由功能关系得 ΔE k ＝(mg sin α＋f )s ② ΔE ＝fs③联立①②③式并代入数据可得 a ＝6 m/s 2④(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为s m ，由运动学规律可得s m ＝v 202a⑤设物体返回底端时的动能为E k ，由动能定理有 E k ＝(mg sin α－f )s m⑥联立①④⑤⑥式并代入数据可得 E k ＝80 J 模拟题组2．光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力作用开始运动，拉力F 随时间t 变化的图象如图9所示，用E k 、v 、x 、P 分别表示物体的动能、速度、位移和拉力F 的功率，下列四个图象分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，其中正确的是 ( )图9答案 BD解析由于拉力F 恒定，所以物体有恒定的加速度a ，则v ＝at ，即v 与t 成正比，选项B 正确；由P ＝F v ＝Fat 可知，P 与t 成正比，选项D 正确；由x ＝12at 2可知x 与t 2成正比，选项C 错误；由动能定理可知E k ＝Fx ＝12Fat 2，E k 与t 2成正比，选项A 错误．3．如图10所示，光滑的14圆弧AB ，半径R ＝0.8 m ，固定在竖直平面内．一辆质量为M ＝2kg 的小车处在光滑水平平面上，小车的上表面CD 与圆弧在B 点的切线重合，初始时B 与C 紧挨着，小车长L ＝1 m ．现有一个质量为m ＝1 kg 的滑块(可视为质点)，自圆弧上的A 点由静止开始释放，滑块运动到B 点后冲上小车，带动小车向右运动，当滑块与小车分离时，小车运动了x ＝0.2 m ，此时小车的速度为v ＝1 m/s.求：图10(1)滑块到达B 点时对圆弧轨道的压力；学|科| (2)滑块与小车间的动摩擦因数； (3)滑块与小车分离时的速度．答案 (1)30 N ，方向竖直向下 (2)0.5 (3)2 m/s 解析 (1)滑块从A 到B 的过程，由动能定理得 mgR ＝12m v 2B滑块在B 点，由牛顿第二定律得F N －mg ＝m v 2BR代入数据解得F N ＝30 N由牛顿第三定律知，滑块在B 点对轨道的压力为30 N ，方向竖直向下 (2)对小车，由动能定理得μmgx ＝12M v 2代入数据解得μ＝0.5(3)对滑块，在小车上运动的过程中，由动能定理得－μmg (x ＋L )＝12m v 2D －12m v 2B 代入数据解得v D ＝2 m/s4．如图11所示，固定在水平面上的斜面与水平面的连接处为一极小的光滑圆弧(物块经过Q 点时不损失机械能)，斜面与地面是用同种材料制成的．斜面的最高点为P ，P 距离水平面的高度为h ＝5 m ．在P 点先后由静止释放两个可视为质点的小物块A 和B ，A 、B 的质量均为m ＝1 kg ，A 与斜面及水平面的动摩擦因数为μ1＝0.5，B 与斜面及水平面的动摩擦因数为μ2＝0.3.A 物块从P 点由静止释放后沿斜面滑下，停在了水平面上的某处．求：图11(1)A 物块停止运动的位置距离斜面的直角顶端O 点的距离是多少；(2)当A 物块停止运动后准备再释放B 物块时发现它们可能会发生碰撞，为了避免A 、B 碰撞，此时对A 另外施加了一个水平向右的外力F ，把A 物体推到了安全的位置，之后再释放B 就避免了A 、B 碰撞．求外力F 至少要做多少功，可使A 、B 不相撞．(g 取10 m/s 2，此问结果保留三位有效数字) 答案见解析解析 (1)设斜面倾角为θ，物块所停位置到Q 点距离为s . 斜面长L ＝hsin θ摩擦力F f ＝μF N ＝μmg cos θ由动能定理得：mgh －μmg cos θhsin θ－μmgs ＝0停止的位置到O 点距离x ＝htan θ＋s 由以上各式得x ＝hμA 物块x A ＝hμ1＝10m(2)若只释放B 后同理得 x B ＝hμ2≈16.7mΔx ＝x B －x A ＝6.7m若不相碰应将A 至少向右推出Δx ，依动能定理W F －μ1mg Δx ＝E K A当E K A ＝0时W F 最小故至少做功W F ＝μ1mgΔx ＝33.5 J.(限时：45分钟)►题组1 动能定理的简单应用1．一人乘竖直电梯从1楼到12楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则下列说法正确的是( )A ．电梯对人做功情况是：加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B ．电梯对人做功情况是：加速和匀速时做正功，减速时做负功C ．电梯对人做的功等于人动能的增加量D ．电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量答案 D解析电梯向上加速、匀速、再减速运动的过程中，电梯对人的作用力始终向上，故电梯始终对人做正功，A 、B 均错误；由动能定理可知，电梯对人做的功和重力对人做的功的代数和等于人动能的增加量，故C 错误，D 正确．2．一辆汽车以v 1＝6 m/s 的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x 1＝3.6 m ，如果以v 2＝8 m/s 的速度行驶，在同样路面上急刹车后滑行的距离x 2应为(不计空气阻力的影响)( )A ．6.4 mB ．5.6 mC ．7.2 mD ．10.8 m答案 A解析急刹车后，车只受摩擦阻力F f 的作用，且两种情况下摩擦力大小是相同的，汽车的末速度皆为零．则有－F f x 1＝0－12m v 21① －F f x 2＝0－12m v 22②②式除以①式得x 2x 1＝v 22v 21.故汽车滑行距离：x 2＝v 22v 21x 1＝(86)2×3.6 m ＝6.4 m3．质量为10 kg 的物体，在变力F 作用下沿x 轴做直线运动，力随坐标x 的变化情况如图1所示．物体在x ＝0处，速度为1 m/s ，一切摩擦不计，则物体运动到x ＝16 m 处时，速度大小为( )图1A ．2 2 m/sB ．3 m/sC ．4 m/sD.17 m/s答案 B解析 F －x 图象与坐标轴围成的图形面积表示力F 做的功，图形位于x 轴上方表示力做正功，位于x 轴下方表示力做负功，面积大小表示功的大小，所以物体运动到x ＝16 m 处时，力F 对物体做的总功W ＝40 J ，由动能定理W ＝12m v 22－12m v 21，代入数据可得v 2＝3 m/s ，B 正确．4．在新疆旅游时，最刺激的莫过于滑沙运动．某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为2v 0，设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L ，斜面倾角为α，人的质量为m ，滑沙板质量不计，重力加速度为g .则( )A ．若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v 0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为3v 0B ．若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v 0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为5v 0C ．人沿沙坡下滑时所受阻力F f ＝mg sin α－2m v 20/LD ．人在下滑过程中重力功率的最大值为2mg v 0 答案 BC解析某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为2v 0，由动能定理可得，mgL sin α－F f L ＝12m (2v 0)2.若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v 0的初速度下滑，由动能定理得，mgL sin α－F f L ＝12m v 2－12m v 20，联立解得v＝5v 0.选项A 错误，B 正确；由mgL sin α－F f L ＝12m (2v 0)2解得人沿沙坡下滑时所受阻力F f ＝mg sin α－2m v 20/L ，选项C 正确；人在下滑过程中重力功率的最大值为mg ·2v 0·sin α＝2mg v 0sin α，选项D 错误. ►题组2 应用动能定理求解变力的功5．如图2所示，光滑水平平台上有一个质量为m 的物块，站在地面上的人用跨过定滑轮的绳子向右拉动物块，不计绳和滑轮的质量及滑轮的摩擦，且平台边缘离人手作用点竖直高度始终为h .当人以速度v 从平台的边缘处向右匀速前进位移x 时，则( )图2A ．在该过程中，物块的运动可能是匀速的B ．在该过程中，人对物块做的功为m v 2x 22(h 2＋x 2)C ．在该过程中，人对物块做的功为12m v 2D ．人前进x 时，物块的运动速率为v hh 2＋x 2答案 B解析设绳子与水平方向的夹角为θ，则物块运动的速度v物＝v cos θ，而cos θ＝xh 2＋x 2，故v 物＝v x h 2＋x 2，可见物块的速度随x 的增大而增大，A 、D 均错误；人对物块的拉力为变力，变力的功可应用动能定理求解，即W ＝12m v 2物＝m v 2x 22(h 2＋x 2)，B 正确，C错误．6．如图3所示，一质量为m 的质点在半径为R 的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A 点滑下，到达最低点B 时，它对容器的正压力为F N .重力加速度为g ，则质点自A 滑到B 的过程中，摩擦力对其所做的功为( )图3A.12R (F N －3mg ) B.12R (3mg －F N ) C.12R (F N －mg )D.12R (F N －2mg ) 答案 A解析质点到达最低点B 时，它对容器的正压力为F N ，根据牛顿第二定律有F N －mg ＝m v 2R ，根据动能定理，质点自A 滑到B 的过程中有W f ＋mgR ＝12m v 2，故摩擦力对其所做的功W f ＝12RF N －32mgR ，故A 项正确． Z_xx_k7．质量为m 的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，如图4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7mg ，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( )图4A.14mgR B.13mgR C.12mgRD ．mgR答案 C解析小球通过最低点时，绳的张力为F ＝7mg ① 由牛顿第二定律可知：F －mg ＝m v 21R②小球恰好能通过最高点，则在最高点时绳子拉力为零，由牛顿第二定律可知：mg ＝m v 22R③小球由最低点运动到最高点的过程中，由动能定理得：－2mgR ＋W f ＝12m v 22－12m v 21④由①②③④可得W f ＝－12mgR ，所以小球克服空气阻力所做的功为12mgR ，故C 正确，A 、B 、D 错误．►题组3 应用动能定理分析多过程问题8．如图5所示，QB 段为一半径为R ＝1 m 的光滑圆弧轨道，AQ 段为一长度为L ＝1 m 的粗糙水平轨道，两轨道相切于Q 点，Q 在圆心O 的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内．物块P 的质量为m ＝1 kg(可视为质点)，P 与AQ 间的动摩擦因数μ＝0.1，若物块P 以速度v 0从A 点滑上水平轨道，到C 点后又返回A 点时恰好静止．(取g ＝10 m/s 2)求：图5(1)v 0的大小；(2)物块P 第一次刚通过Q 点时对圆弧轨道的压力．答案 (1)2 m/s (2)12 N ，方向竖直向下解析 (1)物块P 从A 到C 又返回A 的过程中，由动能定理有－μmg ·2L ＝0－12m v 2解得v 0＝4μgL ＝2 m/s 学+科+网Z+X+X+K](2)设物块P 第一次刚通过Q 点时的速度为v ，在Q 点轨道对P 的支持力为F N ，由动能定理和牛顿第二定律有－μmgL ＝12m v 2－12m v 20F N －mg ＝m v 2R解得F N ＝12 N由牛顿第三定律可知，物块P 第一次刚通过Q 点时对圆弧轨道的压力大小也为12 N ，方向竖直向下9．如图6甲所示，在倾角为30°的足够长的光滑斜面AB 的A 处连接一粗糙水平面OA ，OA长为4 m ．有一质量为m 的滑块，从O 处由静止开始受一水平向右的力F 作用．F 只在水平面上按图乙所示的规律变化．滑块与OA 间的动摩擦因数μ＝0.25，g 取10 m/s 2，试求：图6(1)滑块运动到A 处的速度大小．(2)不计滑块在A 处的速率变化，滑块冲上斜面AB 的长度是多少？答案 (1)5 2 m/s (2)5 m解析 (1)由题图乙知，在前2 m 内，F 1＝2mg ，做正功，在第3 m 内，F 2＝－0.5mg ，做负功，在第4 m 内，F 3＝0，滑动摩擦力F f ＝－μmg ＝－0.25mg ，始终做负功，对于滑块在OA 上运动的全过程，由动能定理得： F 1x 1＋F 2x 2＋F f x ＝12m v 2A－0即2mg ×2－0.5mg ×1－0.25mg ×4＝12m v 2A解得v A ＝5 2 m/s(2)对于滑块冲上斜面的过程，由动能定理得－mgL sin 30°＝0－12m v 2A解得：L ＝5 m所以滑块冲上AB 的长度L ＝5 m10．如图7所示，粗糙水平地面AB 与半径R ＝0.4 m 的光滑半圆轨道BCD 相连接，且在同一竖直平面内，O 是BCD 的圆心，BOD 在同一竖直线上．质量m ＝2 kg 的小物块在9 N 的水平恒力F 的作用下，从A 点由静止开始做匀加速直线运动．已知x AB ＝5 m ，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2.当小物块运动到B 点时撤去力F .取重力加速度g ＝10 m/s 2.求：图7(1)小物块到达B 点时速度的大小；(2)小物块运动到D 点时，轨道对小物块作用力的大小； (3)小物块离开D 点落到水平地面上的点与B 点之间的距离．答案 (1)5 m/s (2)25 N (3)1.2 m 解析 (1)从A 到B ，根据动能定理有 (F －μmg )x AB ＝12m v 2B得v B ＝2(F －μmg )x ABm＝5 m/s(2)从B 到D ，根据动能定理有－mg ·2R ＝12m v 2D －12m v 2B 得v D ＝v 2B －4Rg ＝3 m/s在D 点，根据牛顿运动定律有F N ＋mg ＝m v 2D R得F N ＝m v 2DR－mg ＝25 N(3)由D 点到落点小物块做平抛运动，在竖直方向上有 2R ＝12gt 2，得t ＝4R g＝ 4×0.410s ＝0.4 s 水平地面上落点与B 点之间的距离为 x ＝v D t ＝3×0.4 m ＝1.2 m。

福建省达标校高二暑期集训营二十六物理试题

m
v0
(2)带电粒子在磁场中运动的时间；
(3) 若仅改变粒子进入磁场时速度大小，要求粒子不从
300
磁场右侧边界穿出磁场，求粒子的速度大小范围。
14．（13 分）如图所示，水平放置的两光滑平行金属导轨间距 L=0.6m，导轨电阻忽略不计，
2015 年福建省达标校暑期高二物理集训营(26)
第三部分
2015 年福建省达标校暑期高二物理集训营(26)
一、单项选择题（每小题 4 分，共 20 分） 1．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下
列属于这类传感器的是 A．红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关 C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中控制加热和保温的温控器 2．关于涡流，下列说法中不．正．确．的．是 A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动 D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
3．如图所示，在电路两端接上交变电流，保持电压不变，使频率减小，发现各灯的亮暗变化情况是:灯 l 变暗、灯 2 变亮、灯 3 不变，则 M、N、L 处所接元件可能是 A．M 为电阻，N 为电容器，L 为电感器 B．M 为电阻，N 为电感器，L 为电容器 C．M 为电感器，N 为电容器，L 为电阻 D．M 为电容器，N 为电感器，L 为电阻
D．M、N 两粒子在洛伦兹力作用下分别向右、向左偏，
故洛伦兹力对 M、N 都做了正功
8．如图所示，电阻为 r 的矩形线圈面积为 S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动. t=0 时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表。则 A．图示时刻线框各边都不切割磁感线 B．电流表读数显示电路中电流瞬时值 C．滑片 P 下滑时，电压表的读数变大 D．线框转动一圈过程中电流方向变化两次

高二级物理暑假作业2

高二级物理暑假作业（二）《电磁感应》知识点提要及习题姓名：_______________ 知识结构 ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===∆∆Φ=⎩⎨⎧应用自感系数向自感电动势的大小和方自感现象法拉第电磁感应定律右手定则楞次定律感应电流方向的判断件电磁感应现象及产生条L BL tNBS BLV t n ωεωωεεε221sin 一、磁通量楞次定律【知识要点】磁通量：磁感应强度B 与垂直磁场方向的面积S 的乘积叫穿过这个面积的磁通量，Φ＝B ·S ，若面积S 与B 不垂直，应以B 乘以S 在垂直磁场方向上的投影面积S ′，即Φ＝B ·S ′＝B ·Scos θ，磁通量的物理意义就是穿过某一面积的磁感线条数．磁通量改变的结果：磁通量改变的最直接的结果是产生感应电动势，若线圈或线框是闭合的．则在线圈或线框中产生感应电流，因此产生感应电流的条件就是：穿过闭合回路的磁通量发生变化．感应电流、感应电动势方向的判定：1．用右手定则，主要用于闭合回路的一部分导体做切割磁感线运动时，产生的感应电动势与感应电流的方向判定，应用时要特别注意四指指向是电源内部电流的方向，因而也是电势升高的方向。

2．楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．（增反减同）〖能力延伸〗楞次定律用来判断感应电流方向：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．(1)利用楞次定律判定感应电流方向的一般步骤是：①明确闭合回路中引起感应电流的原磁场方向；②确定原磁场穿过闭合回路中的磁通量如何变化(是增大还是减小)；③根据楞次定律确定感应电流的磁场方向．注意“阻碍”不是阻止，阻碍磁通量变化指：磁通量增加时，阻碍增加(感应电流的磁场和原磁场方向相反，起抵消作用)（实际上磁通量还是增加）；磁通量减少时，阻碍减少(感应电流的磁场和原磁场方向一致，起补偿作用)（实际上磁通量还是减小）。

2015-2016学年高二下学期暑假作业物理试题(6) 含答案

暑假作业6姓名班级学号完成日期家长签字1．在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是( ) A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈，然后观察电流表的变化C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接，往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化2．电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。

下列用电器中，没有利用电磁感应原理的是【】A. 动圈式话筒B．日光灯镇流器C．磁带录音机D．白炽灯泡3．一交变电压的表达式为u＝1002sin100πt V，由此表达式可知【】A．用电压表测该电压其示数为1002VB．该交变电压的周期为0.02 sC．将该电压加在100 Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50 WD．t＝1/400 s时，该交流电压的即时值为50 V4. 如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场．若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1，通过导线截面的电荷量为q1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，通过导线截面的电荷量为q2，则()A．W1<W2，q1<q2B．W1<W2，q1＝q2C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q25．一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直．如图所示，则有( )A．U ab＝0B．U a>U b，U ab保持不变C．U a≥U b，U ab越来越大D．U a<U b，U ab越来越大6．如图所示为演示“受迫振动与驱动力频率之间关系”的实验装置，若驱动力的频率由小逐渐变大，直至超过弹簧振子的固有频率，则在此过程中可以看到的现象是【】A．弹簧振子的振幅逐渐增大B．弹簧振子的振幅先增大后减小C．弹簧振子的振动频率先增大后减小D．弹簧振子的振动频率始终不变7.如图所示,先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。

2015-2016学年高二下学期暑假作业物理试题(23) 含答案

暑假作业23姓名班级学号完成日期家长签字A.一切动物、墙壁、地面、车辆、飞机等都在不停地发射红外线B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调谐C.雷达是用超声波来测定物体位置的设备D.用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光2．如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管。

下列说法正确的是（） A ．电流计中的电流先由a 到b ，后由b 到a B ．a 点的电势始终低于b 点的电势C ．磁铁减少的机械能等于回路中产生的热量D ．磁铁刚离开螺线管时的加速度大于重力加速度3．如图是某振子作简谐振动的图象，以下说法中正确的是（） A ．振子在B 位置的位移就是曲线BC 的长度B ．振子运动到B 点时的速度方向即为该点的切线方向C ．因为振动图象可由实验直接得到，所以图象就是振子实际运动的轨迹D ．由图象可以判断速度、加速度、回复力及动能随时间的变化情况A.干电池B.热敏电阻C.光电式烟尘浓度计D.干簧管4.在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题。

在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( ) A.加大飞机的惯性 B.使机体更加平衡 C.使机翼更加牢固 D.改变机翼的固有频率5.如图1所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M 是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是( ) A.该时刻质点O 、N 是振动加强点B.O 、M 两点处的质点在任意时刻位移最大C.从该时刻起，经过14周期，质点M 到达平衡位置D.点M 到两波源的距离之差一定是波长的整数倍6.如图2所示的LC 振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时（） A.该电路正在充电 B.电容器两极板间场强正在变大 C.b点电势比a 点高图1图2D.电容器上极板带正电7.如图3甲为一列横波在t =0.5s 时刻的波形图，图3乙为介质中M 点的振动图象。

物理学法大视野八年级下册2015答案

物理学法大视野八年级下册2015答案1、关于光现象，下列说法正确的是（）[单选题]A. 光在水中的传播速度是3×108m/sB．矫正近视眼应佩戴凸透镜C. 光的色散现象说明白光是由多种色光组成的(正确答案)D. 镜面反射遵守光的反射定律，漫反射不遵守光的反射定律2、下列事例中，利用热传递改变物体内能的是（）[单选题]A．流星坠入大气层与空气摩擦生热B．用锯条锯木头，锯条发热C．人站在阳光下暴晒，感到很热(正确答案)D．古时候，人们利用钻木取火3、C.电源的电动势与外电路无关(正确答案)D.电源电动势等于内电压答案解析：ABC都正确，D选项电源的电动势= 电源两端没有接用电器时，用电压表测得的电压。

此时，E全部加在内阻r上（即：全部电压都分给内阻r）当电源接入电路中时，全部电压（电动势E）分为两部分：①内阻r分得的电压Ur （内电压）②外部电路分得的电压U （外电压）所以：“电动势为什么等于内外电压之和”即：E = Ur + U4、17．地震、台风即将来临时会产生次声波，但人类却听不到，这是因为（）[单选题] *A．产生的次声波声音太小B．次声波无法传入人耳C．次声波的频率大于20000HzD．次声波的频率小于20Hz(正确答案)5、错答案解析：应要先刹后轮，但不能抱死，否则会失控。

如果先刹前刹，自行车整个（包括人）的重心会急剧前移，使向前翻车的可能性增大。

【判断题】电路闭合时，电源的电动势在数值上等于内、外电路上电压降之和。

[判断题] *对(正确答案)错灯泡中灯丝断了，将灯丝搭接起来再用，则以下判断正确的是（）*6、59．在“人面桃花相映红”这句诗中，用光学知识解释桃花红的原因是（）[单选题]* A．桃花自己能发出红光B．桃花反射红光(正确答案)C．桃花吸收红光D．以上说法都不对7、甲、乙两灯的两端电压相等，甲、乙两灯一定是并联[判断题] *对错(正确答案)答案解析：甲乙电阻相同时，串联或并联电压都相等8、8．小张同学在学习了“地球太阳系”一节后，整理的知识结构如图所示。

高一升高二暑期物理辅导

高一升高二暑期物理辅导复习案18 电势差电势电势能【学习目标】1、理解电场力做功特点，掌握电场力做功和电势能的变化的关系2、理解电势能、电势的概念及相互关系。

3、理解等势面的概念及等势面和电场线的关系。

4、理解电势差的定义及正负值的定义。

5、理解匀场电场中电势差跟电场强度的关系AB U Ed =6、会用AB U Ed =或/AB E U d =解决有关问题【基础知识回顾】一、静电力做功与电势能1．静电力做功的特点静电力做功与路径____，只与电荷的初、末位置有关(电荷及电场一定时)。

2．静电力做功的计算方法(1)用W AB ＝Fl AB cos θ求静电力的功，仅适用于____电场。

(2)用W AB ＝qU AB 求静电力的功，适用于________电场。

(3)用静电力做功与电势能变化的关系W AB ＝－ΔE p 来计算，这种方法在知道电势能或电势能变化的值时比较方便。

3．静电力做功与电势能改变的关系(1)电势能增减的判定静电力对电荷做正功，电荷的电势能____，静电力对电荷做负功，电荷的电势能____。

(2)电势能改变量与静电力的功W AB ＝E p A －E p B ＝－ΔE p 。

二、电势差1．定义电荷q 从电场中一点A 移动到另一点B 时，静电力做的功W AB 与电荷量q 的________叫AB 两点的电势差，用U AB 表示。

表达式为__________。

2．特点(1)电势差与电场中的两点位置及电场本身有关，而与移动的电荷____。

(2)电势差也等于电势之差U AB＝φA－φB，有正负，但无方向，是________量。

(3)匀强电场中电势差与电场强度的关系为________或________。

注意：此公式仅适用于________电场；式中的d指的是沿电场强度方向上两点间的距离，可见电场强度的方向就是电势降落__________的方向。

三、电势等势面1．电势的定义选好零电势点后，某点的电势就是该点与零电势点间的__________，电势的大小等于单位正电荷由该点移到零电势点________所做的功的大小。

2025届高考物理学业水平测试复习合格演练测评二相互作用

合格演练测评(二)相互作用一、单选题Ⅰ：每小题给出的三个选项中，只有一项是符合题目要求的．1.如图所示，杂技演员有超群的技术，能轻松地顶住从高处落下的坛子．关于他顶坛时头顶受到的压力产生的干脆缘由是( )A．坛的形变B．头的形变C．物体受到的重力2.如图所示，小车受到水平向右的弹力作用，关于该弹力，下列说法正确的是( )A．该弹力是弹簧发生拉伸形变产生的B．该弹力是弹簧发生压缩形变产生的C．该弹力是小车发生形变发生的3．如图所示，轻杆的一端固定于墙壁，物体A连接在轻杆另一端并处于静止状态，则( )A．物体受到轻杆弹力，方向指向右下方B．物体受到轻杆弹力，方向竖直向上C．物体受到轻杆弹力，方向指向左下方二、单选题Ⅱ：每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．4.如图所示，原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧一端悬挂在天花板，另一端悬挂质量为m 的物体(弹簧处于弹性限度内)．当物体静止时，下列说法不正确的有( )A ．物体对弹簧的拉力大小等于mgB ．弹簧的伸长量等于mg kC ．弹簧的长度等于L ＋mg kD ．物体受到的合外力不为零5．某运动员以如图所示的姿态蹲在水平地面上，则该运动员( )A ．受到水平向前的摩擦力B ．受到水平向后的摩擦力C ．受到竖直向上的支持力D ．所受支持力由脚底形变产生6．一体操运动员倒立并静止在水平地面上，下列图示姿态中，沿手臂的力F 最大的是( )7．如图所示，一只质量为m 的萤火虫停在倾角为θ的枝条上．重力加速度为g ，枝条对萤火虫的作用力大小为( )A ．mg sin θB ．mg cos θC ．mg tan θD ．mg8．用如图所示的装置探讨静摩擦力，慢慢增大水平拉力，当弹簧测力计的示数小于10 N 时，物体保持静止；当弹簧测力计的示数等于10 N 时，物体恰好起先运动．下列说法正确的是( )A ．物体与桌面间的最大静摩擦力大小为10 NB．物体与桌面间的静摩擦力大小和水平拉力大小无关C．当弹簧测力计的示数为15 N时，物体仍受到静摩擦力作用D．当弹簧测力计的示数为5 N时，物体受到的静摩擦力大小为10 N9．如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置，某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态．设吊床两端绳中的拉力为F1，吊床对人的作用力为F2，则( )A．坐着比躺着时F1大B．坐着比躺着时F1小C．坐着比躺着时F2大D．坐着比躺着时F2小10．运用自卸式货车可以提高工作效率．如图所示，车厢由水平位置慢慢抬起．关于其中的货物所受摩擦力大小的变更，下列说法正确的是( )A．摩擦力慢慢增大B．摩擦力慢慢减小C．摩擦力先减小后增大D．摩擦力先增大后减小11．如图所示，为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图，正确的是( )三、多选题Ⅲ：每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题目要求的．12．如图所示，两根相同的轻弹簧S1、S2，劲度系数都为k＝4×102 N/m，悬挂的重物的质量分别为m1＝2 kg，m2＝4 kg，g取10 m/s2，则静止时S1、S2的伸长量分别为( )A．S1＝10 cm B．S1＝15 cmC．S2＝10 cm D．S2＝15 cm13．足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一，深受青少年宠爱．如图所示为四种与足球有关的情景．下列说法错误的是( )14．(多选)一名杂技演员在两幢高10 m的楼之间表演“高空走钢丝”．当他缓慢经过钢丝的中点时，钢丝与水平方向的夹角为10°，已知演员及横杆的总质量为60 kg，钢丝重量不计．重力加速度为10 m/s2，sin 10°＝0.17，下列说法正确的有( )A．演员经过钢丝中点时，钢丝上的力约为3 530 NB．演员经过钢丝中点时，钢丝上的张力约为1 765 NC．演员经过中点后又向右走了几步停下来，此时钢丝对演员的作用力方向朝左上方D．假如更换一根更长的钢丝表演，演员经过钢丝中点时，钢丝绳上的张力会减小参考答案1．A 2.A3．B物体A处于静止状态，说明物体A受力平衡，物体受到重力和轻杆的弹力作用，这两个力是一对平衡力，重力的方向竖直向下，所以物体受到轻杆弹力的方向竖直向上，故B 正确．4．D5．C运动员以如图所示的姿态蹲在水平地面上，运动员在水平方向无运动的趋势，则地面对人无摩擦力，选项A、B错误；运动员竖直方向受力平衡，受到地面竖直向上的支持力和向下的重力，选项C正确；人所受支持力由地面的形变产生，选项D错误．6．D两手臂的作用力的合力与重力平衡，即合力确定，两分的夹角越大，分力越大，D正确．7．D萤火虫是静止的，所以处于平衡状态，合力确定等于零，它受到的重力竖直向下，大小为mg，以及来自下面枝条的力，说明枝条对它的力与重力的大小相等、方向相反，所以枝条对萤火虫的作用力大小为mg，方向竖直向上．故D正确．8．A物体在水平方向上受拉力和摩擦力，二力平衡，当拉力等于10 N时，物体恰好起先运动，说明最大静摩擦力为10 N，A正确；当物体没被拉动时，依据平衡条件可知，静摩擦力大小等于水平拉力大小，B错误；当弹簧测力计的示数为15 N时，物体向右加速运动，受到滑动摩擦力作用，C错误；当弹簧测力计的示数为5 N时，物体没被拉动，保持静止，受静摩擦力作用，大小为5 N，D错误．9．A吊床对人的作用力与人的重力等大反向，所以躺着和坐着时，F2都等于人的重力，C、D错误．坐在吊床上时，吊床两端绳中的拉力与竖直方向的夹角较大，依据共点力平衡有2F cos θ＝G，θ越大，则绳子的拉力越大，所以躺着时，绳子的拉力较小，即坐着比躺着时F1大，A正确，B错误．10．D设车厢抬起时，车厢斜面与水平位置的夹角为θ，车厢中的货物的受力分析图如答图所示，依据共点力平衡条件得，F N＝mg cos θ，F f＝mg sin θ，起先时货物受重力和支持力，车厢抬起后货物受到沿车厢斜面对上的静摩擦力，静摩擦力等于重力沿车厢斜面对下的分力，即F f＝mg sin θ，随角度θ的增大，静摩擦力增大，当角度θ达到确定程度时，货物起先滑动，所受摩擦力由静摩擦力变更为滑动摩擦力，而滑动摩擦力F″f＝μmg cos θ，cos θ随角度θ的增大而减小，故滑动摩擦力将减小．因此摩擦力是先增大后减小的，D正确，A、B、C错误．11．A12.BC13.ABD14．BD以脚与钢丝的接触点为探讨对象，分析受力状况，作出力图，依据依据平衡条件：2F sin θ＝mg，得：F＝mg2sin 10°＝60×102×0.17N≈1 765 N，故A错误，B正确；演员经过中点后又向右走了几步停下来，此时钢丝对演员的作用力方向仍朝竖直向下，与自身重力平衡，故C错误；若更换一根更长的钢丝表演，演员经过钢丝中点时，导致两绳子的夹角减小，因两绳子的合力不变，依据力的平行四边形定则，则钢丝绳上的张力会减小，故D正确．。

扬州市新华中学2024~2025学年高一暑假检测物理试卷及参考答案

时间：60分钟分值：100扬州市新华中学2024~2025学年高一暑假检测物理试卷分请同学们将全部答案填涂到答题卡上的相应位置一、单项选择题（3*24=72分）1. 下列四位物理学家中，其名字被用作力的单位的是 A. 牛顿B. 瓦特C. 帕斯卡D. 欧姆2. 机场周围不允许有鸟类飞行，以免撞毁飞机。

这是因为 A. 以地面为参照物，鸟的速度很大B. 以机场内步行的人为参照物，鸟的速度很大C. 以停在机场的飞机为参照物，鸟的速度很大D. 以正在飞行的飞机为参照物，鸟的速度很大 3. 下面描述的运动中表示匀速直线运动的是A. 汽车在路口拐弯时司机看到速度仪的指针指在40 km/h 没有变化B. 卫星围绕地球转动C. 赛跑运动员用12 s 跑完了100 mD. 实验室里，老师控制小车在一直线上朝同一方向运动且任意相同时间内通过相同位移 4. 用图像可以表示物体的运动规律，如图用来表示物体做匀速直线运动的是 A. ②④ B. ①③ C. ①④D. ②③5. 甲、乙两列火车在两条平行的铁轨上匀速行驶，两车交会时，甲车座位上的乘客从车窗看到地面上的树木向北运动，看到乙车向南运动。

由此可判断 A. 甲、乙两车都向南运动 B. 甲、乙两车都向北运动 C. 甲车向南运动，乙车向北运动 D. 甲车向北运动，乙车向南运动6. 下列说法中正确的是A. 形状规则的物体都可以视为质点B. 形状规则的几何体都可以视为质点A. 2 400 NB. 1 200 NC. 0D. 600 N11. 如图所示，用水平力F 将物体压在竖直墙壁上而保持静止，物体所受的摩擦力的大小 A. 随F 的增大而增大B. 随F 的减小而减小C. 摩擦力等于物体重力的大小D. 摩擦力大于物体重力的大小12. 如图所示，A 物块置于水平面上，B 物块叠放在A 物块上，当用大小不变的水平推力F 推A 物块时，B 和A 一起做匀速直线运动，在运动过程中C. 同步卫星悬在空中不动是以地面为参考系D. 参考系不同，物体的运动情况一定不同7. 如图所示，是一位晨练者每天早晨进行锻炼时的行走路线，从A 点出发，沿半径分别为3m 和5m 的半圆经B 点到达C 点，则他的位移和路程分别为A. 16m ，方向从A 到C ；16m B. 16m ，方向从A 到C ；8πm C. 8πm ，方向从A 到C ；16m D. 8m ，方向从A 到C ；8πm8. 甲、乙两物体同时同地同方向开始做匀速直线运动，甲的速度大于乙的速度，它们的s－t 图像如图所示a 、b 、c 三条图线中的两条，运动5秒甲乙间的距离大于2米，则A. 甲的s －t 图一定为图线a B. 甲的s －t 图可能为图线b C. 乙的s －t 图一定为图线c D. 乙的s －t 图可能为图线a9. 关于重力的大小，下列说法中正确的是A. 物体的重力大小总是恒定的B. 同一地点，物体的重力与物体的质量成正比C. 物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受到的重力D. 物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力10. 如图所示，两匹马各用1200N 的力沿完全相反的方向拉一弹簧测力计并使其保持静止，则此时测力计的读数为A. 两物块之间及A与水平面之间都有摩擦力B. 物块A与水平面之间有摩擦力，两物块之间没有摩擦力C. 两物块之间以及A与水平面之间都没有摩擦力D. 未说明接触面的情况，无法确定接触面是否有摩擦力13. 两个共点力的大小分别为F1＝15 N，F2＝9 N，它们的合力不．可能等于A. 9 NB. 6 NC. 25 ND. 21 N14. 公安部门要求小型客车的驾驶员行驶时必须使用安全带，其目的是防止A. 受到向前的冲击力而撞击车体B. 受到座椅靠背向前的推力而撞击车体C. 受到向前的惯性力而撞击车体D. 由于惯性继续向前运动而撞击车体15. 如图所示，在一辆表面光滑的小车上放有质量分别为m1、m2的两个小球，随车一起做匀速直线运动。

2025高考物理步步高同步练习选修2第四章电磁振荡含答案

2025高考物理步步高同步练习选修2第四章1电磁振荡[学习目标] 1.知道什么是振荡电流和振荡电路.2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中的能量转化情况.3.知道LC电路的周期和频率公式，并会进行相关的计算．一、电磁振荡的产生及能量变化1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流．2．振荡电路：能产生振荡电流的电路．最简单的振荡电路为LC振荡电路．3．LC振荡电路电容器的放电、充电过程(1)电容器放电：由于线圈的自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少．放电完毕时，极板上没有电荷，放电电流达到最大值．该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能．(2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始充电，极板上的电荷逐渐增多，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷最多．该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能．4．电磁振荡的实质在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着，电场能和磁场能也随着做周期性的转化．二、电磁振荡的周期和频率1．电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间．2．电磁振荡的频率f：完成周期性变化的次数与所用时间之比，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数．如果振荡电路没有能量损耗，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率．3．LC电路的周期和频率公式：T＝2πLC，f＝12πLC.其中：周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．判断下列说法的正误．(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大．(×)(2)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大．(√)(3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．(√)(4)LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大．(√)(5)LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷为止，这一段时间为一个周期．(×)一、电磁振荡的产生及能量变化导学探究如图1所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，图1(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？(2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？(3)线圈中自感电动势的作用是什么？答案(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为线圈中的磁场能．(2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能．(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化．知识深化1．各物理量随时间的变化图像：振荡过程中电流i、极板上的电荷量q、电场能E E和磁场能E B 之间的对应关系．(如图2)图22．相关量与电路状态的对应情况电路状态 a b c d e 时刻t 0 T4 T 2 3T 4 T 电荷量q 最多 0 最多 0 最多电场能E E 最大 0 最大 0 最大电流i 0 正向最大 0 反向最大 0 磁场能E B最大最大3.(1)在LC 振荡回路发生电磁振荡的过程中，与电容器有关的物理量：电荷量q 、电场强度E 、电场能E E 是同步变化的，即q ↓→E ↓→E E ↓(或q ↑→E ↑→E E ↑)．与振荡线圈有关的物理量：振荡电流i 、磁感应强度B 、磁场能E B 也是同步变化的，即i ↓→B ↓→E B ↓(或i ↑→B ↑→E B ↑)．(2)在LC 振荡过程中，电容器上的三个物理量q 、E 、E E 增大时，线圈中的三个物理量i 、B 、E B 减小，即q 、E 、E E ↑————→异向变化i 、B 、E B ↓.(多选)图3是LC 振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是( )图3A．电容器正在充电B．电感线圈中的磁场能正在增加C．电感线圈中的电流正在增大D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大答案BCD解析由题图中磁感应强度的方向和安培定则可知，此时电流向着电容器带负电的极板流动，也就是电容器处于放电过程中，这时两极板上的电荷量和电压、电场能正在减少，而电流和线圈中的磁场能正在增加，由楞次定律可知，线圈中的自感电动势正在阻碍电流的增大，故选B、C、D.1．判断电容器是充电还是放电，一般依据电流的方向，电流由正极板流出为放电，向正极板流入为充电．2．判断电场能和磁场能的转化要依据电流的增减或极板上电荷量的增减．3．自感电动势的作用是阻碍电流的增大还是阻碍电流的减小，可依据放电电流不断增大，充电电流不断减小来判断．在如图4甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是()图4答案 D解析电容器极板间电压U ＝QC ，随电容器极板上电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小．从题图乙可以看出，在0～T4这段时间内是充电过程，且U AB ＞0，即φA ＞φB ，A 板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A 板被充电后带正电，同时考虑到t ＝0时刻电压为零，电容器极板上的电荷量为零，电流最大，即t ＝0时刻，电流为负向最大，D 正确．针对训练 (2020·浙江高二期末)如图5甲所示，在LC 振荡电路中，其电流变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流i 的正方向，则( )图5A ．0至0.5 s 时间内，电容器C 在放电B ．0.5 s 至1 s 时间内，电场能正在减小C ．1 s 至1.5 s 时间内，磁场能正在减小D ．1.5 s 至2 s 时间内，P 点的电势比Q 点的电势低答案 A解析 0至0.5 s 时间内，电路中电流顺时针变大，则电容器C 在放电，选项A 正确；0.5 s 至1 s 时间内，电路中电流顺时针减小，则电容器正在充电，电场能正在增加，选项B 错误；1 s 至1.5 s 时间内，电路中电流逆时针增加，则磁场能正在增加，选项C 错误；1.5 s 至2 s 时间内，电路中电流逆时针减小，电容器正在充电，此时电容器上极板带正电，即P 点的电势比Q 点的电势高，选项D 错误．二、电磁振荡的周期和频率导学探究如图6所示的电路，(1)如果仅更换电感L 更大的线圈，将开关S 掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大？“阻碍”作用是否也更大？由于延缓了振荡电流的变化，振荡周期T 会怎样变化？图6(2)如果仅更换电容C 更大的电容器，将开关S 掷向1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大？再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间是否相应地变长？振荡周期T 是否变长？答案 (1)自感电动势更大，“阻碍”作用更大，周期变长． (2)带电荷量增大，放电时间变长，周期变长．知识深化1．LC 电路的周期和频率公式：T ＝2πLC ，f ＝12πLC.2．说明：(1)LC 电路的周期、频率都由电路本身的特性(L 和C 的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC 电路的固有周期和固有频率．(2)电路中的电流i 、线圈中的磁感应强度B 、电容器极板间的电场强度E 的变化周期就是LC 电路的振荡周期T ＝2πLC ，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T ＝2πLC ；而电场能、磁场能变化周期是振荡周期的一半，即T ′＝T2＝πLC .要想增大LC 振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是( )A ．增大电容器两极板的间距B ．升高电容器的充电电压C ．增加线圈的匝数D ．在线圈中插入铁芯答案 A解析 LC 振荡电路中产生的振荡电流的频率f ＝12πLC ，要想增大频率，应该减小电容C 或减小线圈的自感系数L ，再根据C ＝εr S4πkd，增大电容器两极板的间距，电容减小，所以A 正确；升高电容器的充电电压，电容不变，B 错误；增加线圈的匝数、在线圈中插入铁芯，自感系数均增大，故C 、D 错误．1．(电磁振荡的过程分析)(2020·四川三台中学实验学校高二月考)如图7甲所示的LC 振荡电路中，t ＝0时的电流方向如图中箭头所示，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，则( )图7A．0至0.5 s时间内，电容器在放电B．0.5 s至1.0 s时间内，电容器的下极板的正电荷在减少C．1.0 s至1.5 s时间内，Q点比P点电势高D．1.5 s至2.0 s时间内，磁场能正在转变成电场能答案 B解析0至0.5 s时间内，电容器带电荷量增加，则电容器在充电，下极板带正电，选项A错误；0.5 s至1.0 s时间内，电容器放电，则下极板的正电荷在减少，选项B正确；1.0 s至1.5 s时间内，电容器反向充电，上极板带正电，电流方向与图示方向相反，则此时Q点比P点电势低，选项C错误；1.5 s至2.0 s时间内，电容器反向放电，则电场能正在转变成磁场能，选项D错误．2.(电磁振荡的过程分析)(2020·浙江月考)在LC振荡电路中，某时刻电容器C中的电场方向和线圈L中的磁场方向如图8所示，则此时()图8A．电容器正在放电B．电容器两端电压正在增大C．电场能正在转化为磁场能D．回路中的电流正在变大答案 B解析根据右手螺旋定则可得，电路中的电流方向沿逆时针方向，电容器上板带正电，可知电容器正在充电，两端电压正在增大，磁场能正在转化为电场能，回路中的电流正在减小，故选B.3．(电磁振荡的周期)(多选)一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值U m 开始计时，则有( ) A ．至少经过πLC ，磁场能达到最大 B ．至少经过π2LC ，磁场能达到最大C ．在π2LC 时间内，电路中的平均电流是2U mπC LD ．在π2LC 时间内，电容器放电电荷量为CU m答案 BCD解析 LC 的振荡电路周期T ＝2πLC ，电容器电压最大时，开始放电，经12πLC 时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大，故A 错误，B 正确．因为Q ＝C ·U ，所以电容器放电电荷量Q ＝CU m ，由I ＝Q t ，所以I ＝CU m 12πLC 得I ＝2U mπC L，故C 、D 正确．4.(电磁振荡的周期)如图9所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况．由图可知，电感线圈中的电流正在________(填“增大”“减小”或“不变”)．如果电流的振荡周期为T ＝10－4 s ，电容C ＝250 μF ，则线圈的电感L ＝________ H.图9答案减小 10－6解析根据磁感线方向，应用安培定则可判断出电流方向，从而可知电容器在充电，电流正在减小．根据振荡电流的周期公式T ＝2πLC ，得L ＝T 24π2C≈10－6 H.考点一电磁振荡的产生及能量变化1．(多选)在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在减少，则()A．电路中的电流正在增大B．电路中的电场能正在增加C．电路中的电流正在减小D．电路中的电场能正在向磁场能转化答案AD解析电荷量减少，则电容器放电，电场能减少，磁场能增大，电流也在增大，故选A、D. 2．(多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是()A．电荷量最大时，线圈中振荡电流最大B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能答案BC解析电容器电荷量最大时，振荡电流为零，A错；电荷量为零时，放电结束，线圈中振荡电流最大，B对；电荷量增大时，磁场能转化为电场能，C对；同理可判断D错．3.(2020·四川三台中学实验学校高二期末)如图1所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻不计，在图示状态回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器C的极板A带正电荷，则该状态()图1A．电流i正在增大B．电容器带电荷量正在增加C．电容器两极板间电压正在减小D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增大答案 B解析根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能，A得出，电压在增大，B正确，C错错误．电路充电，电容器的带电荷量在增大，根据U＝QC误．充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，D错误．4.(多选)LC回路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系图像如图2所示，则()图2A．在t1时刻，电路中的电流最大B．在t2时刻，电路的磁场能最大C．从t2至t3时刻，电路的电场能不断增大D．从t3至t4时刻，电容器的带电荷量不断增多答案BC解析在t1时刻电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，可知此时磁场能最小，故在t1时刻电路中的电流为0，故A错误；在t2时刻电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，可知此时磁场能最大，故B正确．从t2至t3时刻电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确；从t3至t4时刻，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q＝CU可知电容器的带电荷量不断减小，故D错误．5.(多选)(2020·山西应县一中高三开学考试)如图3所示为LC回路中电流i随时间t变化的图像，可知()图3A．在t1时刻，电路中的电场能最大B．从t1到t2，电容器极板上的电荷逐渐减少C．从t2到t3，电容器放电D．在t2时刻，线圈中的磁场能最小答案CD解析在t1时刻，电路中的i最大，说明放电结束，此时电路中的电场能为0，磁场能最大，故A错误；从t1到t2，电路中的i减小，说明电容器正在充电，极板上的带电荷量不断增加，故B错误；从t2到t3，电路中的电流增大，说明电容器正在放电，故C正确；在t2时刻电路中电流为0，说明充电结束，则磁场能最小，故D正确．考点二电磁振荡的周期和频率6.(2020·河南南阳中学高二期末)如图4所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则()图4A．若i正在减小，线圈两端电压在增大B．若i正在增大，此时A板带正电C．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大D．若仅增大电容器的电容，振荡频率增大答案 A解析若i正在减小，说明磁场能转化为电场能，则线圈两端电压在增大，故A正确；若电流正在增大，则线圈中的电流从下到上，表明电容器正在放电，所以B板带正电，A板带负电，故B错误；LC振荡电路的周期公式为T＝2πLC，若仅增大线圈的自感系数，周期增大，振荡频率减小；若仅增大电容器的电容，周期增大，振荡频率减小，故C、D错误．7．(多选)电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是()A．电池用久了B．振荡电路中电容器的电容大了C．振荡电路中线圈的电感大了D．振荡电路中电容器的电容小了答案BC解析电子钟变慢，说明LC电路的振荡周期变大，根据公式T＝2πLC可知，振荡电路中电容器的电容变大或线圈的电感变大都会导致振荡电路的周期变大，故选B、C.8.(多选)要增大如图5所示振荡电路的频率，下列说法正确的是()图5 A．减少电容器所带电荷量B．将开关S从“1”位置拨到“2”位置C．在线圈中插入铁芯D．将电容器的动片旋出些答案BD解析根据公式f＝12πLC可知要增大f，必须减小L和C二者之积．C跟电容器所带电荷量无关，减小两极板的正对面积、增大两极板间的距离、从两极板间抽出电介质都可减小电容C，故选项A错误，D正确；线圈匝数越少或抽出铁芯，L越小，故选项B正确，C错误．9.在如图6所示的电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器L中的电流方向从a 到b为正，断开开关的时刻为t＝0，那么下列选项图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是()图6答案 C解析S断开前，电流从b→a，电容器不带电；S断开时，L中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器电荷量最大时，电流减为零；此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流．综上所述，选项C正确．10．(2020·湖北期末)如图7甲所示为LC振荡电路，不计回路电阻及电磁辐射，从0时刻开始，电容器极板间电压U ab与时间t的图像如图乙所示，已知线圈的自感系数L＝10－5 H，取π2＝10，下列说法正确的是()图7A．1×10－8～2×10－8 s，电路中的电场能转化为磁场能B．电容器的电容为4×10－12 FC．2×10－8 s时刻穿过线圈的磁通量最大D．3×10－8 s时刻穿过线圈的磁通量变化率最大答案 B解析由题图乙知1×10－8～2×10－8 s，电容器两极间的电压增大，是充电过程，电路中的磁场能转化成电场能，故A错误；由T＝2πLC可得，电容C＝T24π2L ＝(4×10－8)24×π2×10－5F＝4×10－12F，故B正确；2×10－8s时，电容器两极板间的电压最大，是充电刚结束的时刻，此时电流为零，穿过线圈的磁通量为零，故C错误；3×10－8s时，电容器两极板间的电压为零，是放电刚结束的时刻，此时电流最大，此时磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率最小，故D错误．2电磁场与电磁波3无线电波的发射和接收[学习目标] 1.知道电磁场的概念及产生.2.知道有效发射电磁波的两个条件.3.了解无线电波的特点及传播规律.4.了解调制(调幅、调频)、电谐振、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用．一、电磁场1．变化的磁场产生电场(1)实验基础：如图1所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流．图1(2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动．(3)实质：变化的磁场产生了电场．2．变化的电场产生磁场麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场．二、电磁波1．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波在空间传播不需要介质．(2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直．(3)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．3．电磁波具有能量电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是辐射能量的过程，传播过程是能量传播的过程．三、无线电波的发射1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(1)要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大．(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用开放电路．2．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连．3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术．调制分为调幅和调频．(1)调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方法．(2)调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方法．四、无线电波的接收1．接收原理：电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收天线．2．电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的共振．(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．(2)解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．调幅波的解调也叫检波．五、电视广播的发射和接收1．电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播．2．高频电视信号的三种传播方式：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输．3．电视信号的接收：电视机接收到的高频电磁波信号经过解调将得到的电信号转变为图像信号和伴音信号．判断下列说法的正误．(1)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场．(×)(2)电磁波不能在真空中传播．(×)(3)电磁波是横波．(√)(4)各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，振荡周期越大，越容易辐射电磁波．(×)(5)为了有效地向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率．(√)(6)当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流．(×)(7)调幅就是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．(√)(8)解调就是把声音或图像信号从高频电流中还原出来．(√)一、电磁场对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场．②非均匀变化的磁场产生变化的电场．③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场．(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场．②非均匀变化的电场产生变化的磁场．③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场答案 D解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场．针对训练1用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t的变化规律，其中错误的是()答案 C解析恒定的电场不产生磁场，选项A正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，选项B正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，对于正弦曲线，t＝0时，磁场的磁感应强度的变化率最大，故产生的电场的电场强度最大，选项C错误，D正确．二、电磁波导学探究如图2所示的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么问题？图2答案当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到导线环时，在导线环中激发出感应电动势，使导线环上两小球间也产生电火花．这个实验证实了电磁波的存在．知识深化电磁波的特点(1)电磁波是横波，在传播方向上的任一点，E和B彼此垂直且均与传播方向垂直．如图3所示．图3(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108 m/s.(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射、反射、折射和偏振等现象，电磁波也是传播能量的一种形式．(4)电磁波波速c、波长λ及频率f之间的关系为c＝λf.(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波具有波的一切特征答案ACD解析由电磁波的定义可知A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108 m/s，故B项错误；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故D项正确．针对训练2(2020·湖北十堰期末)下列关于电磁波的说法正确的是()A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播答案 A解析均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A正确；电磁波在真空中以光速c传播，而在介。

【新步步高】2015-2016学年高一物理人教版必修2导学案：第七章 9 实验：验证机械能守恒定律 Word版含解析[w

9 实验：验证机械能守恒定律[目标定位] 1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的瞬时速度．2．掌握利用落体法验证机械能守恒定律的原理和方法．一、实验原理1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能转化为动能，总的机械能守恒，即mgh ＝12m v 2.2．物体下落高度的测量：通过纸带用刻度尺测出．3．物体瞬时速度的测量、计算：纸带上第n 个点的瞬时速度等于这个点前后相邻两点间的平均速度v n ＝h n ＋1－h n －12T(h n ＋1、h n －1分别为第n ＋1个点、第n －1个点到第一个点的距离)．想一想要确定物体的动能，需测出物体下落一定高度时的速度．根据已学过知识，可有三种方法：(1)v n ＝2gh n ；(2)v n ＝gt n ；(3)v n ＝h n ＋1－h n －12T，本实验应采取哪种方法？答案第(3)种方法．其中，第(1)种方法是根据机械能守恒定律mgh ＝12m v 2得到的，而我们的目的是验证机械能守恒定律，显然不能用，根据这一定律得到的结论再去验证之，因而不可取．第(2)种方法认为加速度为g ，由于各种摩擦阻力不可避免，所以实际下落加速度必将小于g ，而下落高度h 是直接测量的，这样将得到机械能增加的结论，有阻力作用机械能应是减少的，故这种方法也不能用．总之，本实验中速度看似有很多方法求得，但正确的只有一种，即从纸带上直接求出物体实际下落的速度，而不能用理论值计算，同样的道理，重物下落的高度h 也只能用刻度尺直接测量，而不能用h ＝12gt 2或h ＝v 22g 计算得到．二、实验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源(4 V ～6 V)．想一想验证机械能守恒定律实验中是否需要用到天平？答案不需要天平．要验证的是12m v 2＝mgh 或12m v 22－12m v 21＝mg Δh ，只需验证12v 2＝gh 或12v 22－12v 21＝g Δh ，因此不需要测量重物的质量m .一、实验步骤1．安装置：按图7－9－1将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．图7－9－12．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3次～5次实验．3．选纸带：选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为2 mm 的纸带，把纸带上打出的两点间的距离为2 mm 的第一个点作为起始点，记作O ，在距离O 点较远处再依次选出计数点1、2、3…4．测距离：用刻度尺测出O 点到1、2、3…的距离，即为对应下落的高度h 1、h 2、h 3…二、数据处理1．方法一：利用起始点和第n 点从起始点到第n 个计数点，重力势能减少量为mgh n ，动能增加量为12m v 2n ，计算gh n 和12v 2n ，如果在实验误差允许的范围内gh n ＝12v 2n ，则机械能守恒定律得到验证．2．方法二：任取两点A 、B从A 点到B 点，重力势能减少量为mgh A －mgh B ，动能增加量为12m v 2B －12m v 2A ，计算gh AB 和12v 2B －12v 2A ，如果在实验误差允许的范围内gh AB ＝12v 2B －12v 2A ，则机械能守恒定律得到验证．3．方法三：图象法图7－9－2计算各计数点12v 2，以12v 2为纵轴，以各计数点到第一个点的距离h 为横轴，根据实验数据绘出12v 2－h 图线．若在误差许可的范围内图象是一条过原点且斜率为g 的直线，则验证了机械能守恒定律．三、误差分析重物下落要克服阻力做功，因此减小的重力势能略大于增加的动能．四、注意事项1．尽量减小各种阻力的影响，采取的措施有：(1)安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线严格竖直，以减小摩擦阻力．(2)应选用质量和密度较大的重物，以减小阻力的影响．2．实验中，提纸带的手要保持不动，且保证纸带竖直．接通电源后，等打点计时器工作稳定再松开纸带．3．纸带选取时以第一个点为起点时，要验证的是12m v 2n ＝mgh n ，必须保证纸带上的第一个点为重物静止释放时打的点，所以前两个点的间距约为h ＝12gt 2＝12×10×(0.02)2 m ＝2 mm. 4．计算速度时不能用v ＝gt 或v ＝2gh ，否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误．【例1】在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)从下列器材中选出实验所必须的，其编号为________．A ．打点计时器(包括纸带)B．重物C．天平D．毫米刻度尺E．秒表F．运动小车(2)打点计时器的安装放置要求为________；开始打点计时的时候，应先________，然后________．(3)实验中产生系统误差的原因主要是________________，使重物获得的动能往往________．为减小误差，悬挂在纸带下的重物应选择________________ ________．(4)如果以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的v22－h图线是________，该线的斜率等于________________．答案(1)ABD(2)底板要竖直，两限位孔在一条竖直线上给打点计时器通电释放重物(3)纸带通过打点计时器时有摩擦阻力和重物下落时所受空气阻力小于所减小的重力势能质量和密度大一些的(4)一条通过坐标原点的倾斜直线重力加速度g解析(1)选出的器材有：打点计时器(包括纸带)，重物，毫米刻度尺，编号分别为：A、B、D.注意因mgh＝12m v2，故m可约去，不需要用天平．(2)打点计时器安装时，底板要竖直，两限位孔在一条竖直线上．这样才能使重物在自由落下时，受到的阻力较小．开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再放下重物，让它带着纸带一同落下．(3)产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力和重物下落时所受空气阻力，使得重物获得的动能小于它所减少的重力势能．为减小误差，重物的质量和密度应选大一些的．(4)描绘出来的v22－h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，它的斜率即为重力加速度g.【例2】在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g＝9.8 m/s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图7－9－3所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取的计数点．则重物由O点运动到B点时(重物质量为m kg)图7－9－3(1)重力势能的减少量是________J．动能的增加量是________J.(2)重力势能的减少量________(“略大于”或“略小于”)动能的增加量，原因是________________________．(3)根据计算的数据得出的结论：________________________．答案(1)1.911m 1.89m(2)略大于见解析(3)在实验误差允许的范围内重物减少的重力势能等于其增加的动能，即机械能守恒解析(1)重力势能的减少量为ΔE p＝mgh OB＝m×9.8×0.195 J＝1.911m J.重物下落到B点时的速度为v B＝h AC4T≈1.944 m/s所以重物从开始下落到B点增加的动能为ΔE k＝12m v2B≈1.89m J.(2)略大于；由于空气阻力和限位孔的摩擦阻力做功，将部分机械能转化为了内能．(3)从以上计算的数据得出：在实验误差允许的范围内重物减少的重力势能等于其增加的动能，即机械能守恒．【例3】利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图7－9－4所示．图7－9－4(1)实验步骤：①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平．②用游标卡尺测出挡光条的宽度l＝9.30 mm.③由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s＝________cm.④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2.⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m.(2)用表示直接测量量的字母写出下列物理量的表达式．①滑块通过光电门1和光电门2时，瞬时速度分别为v1＝________和v2＝________．②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E k1＝________和E k2＝________．③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔE p＝________(重力加速度为g)．(3)如果ΔE p＝________，则可认为验证了机械能守恒定律．答案(1)60.00(答案在59.96～60.04之间的，也正确)(2)①lΔt1lΔt2②12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 12 12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 22 ③mgs (3)E k2－E k1解析 (1)距离s ＝80.30 cm －20.30 cm ＝60.00 cm.(2)①由于挡光条宽度很小，因此可以将挡光条通过光电门时的平均速度当成瞬时速度，挡光条的宽度l 可用游标卡尺测量，挡光时间Δt 可从数字计时器读出．因此，滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度分别为v 1＝l Δt 1， v 2＝l Δt 2.②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统的总动能分别为E k1＝12(M ＋m )v 21＝12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 12；E k2＝12(M ＋m )v 22＝12(M ＋m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 22. ③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔE p ＝mgs .(3)如果在误差允许的范围内ΔE p ＝E k2－E k1，则可认为验证了机械能守恒定律．1．在做“验证机械能守恒定律”的实验时，以下说法中正确的是( ) A ．选用重锤时，密度大体积小的比密度小体积大的好B ．选用重锤时，密度小体积大的比密度大体积小的好C ．选用的重锤一定要测其质量D ．重锤的质量大小与实验准确性无关答案 A解析验证机械能守恒定律实验中，由于重物要克服空气阻力做功，从而产生系统误差，选用密度大体积小的重锤能减小空气阻力的影响，从而减小误差，A正确，B、D错误；因验证量中都含有质量，故不用测重锤的质量，C 错误．2．某同学利用如图7－9－5甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．图7－9－5(1)该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①____________________；②___________________________________.(2)该同学经修改错误并正确操作，让质量为1 kg的重锤下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源，纸带打点如图乙所示．纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点(O、A间有点未画出)，选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点距离如图乙所示，单位为mm，重力加速度为9.8 m/s2，则：(结果保留三位有效数字) 根据纸带，打点计时器打下B点时，重锤速度v B＝________，重锤动能E k B ＝________，从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为________．由此可以得到的实验结论是：_______________________________ _________________________________________.答案(1)①打点计时器接了直流电②重锤离打点计时器太远(2)1.18 m/s0.690 J0.692 J在实验误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒解析(1)本实验使用的是打点计时器，根据打点计时器的工作原理，必须使用交流电源，而该同学采用的是直流电源；纸带总长约1米左右，且尽可能在纸带上多打一些点，所以应让重物紧靠打点计时器，而该同学将重物放的位置离打点计时器太远，故该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方是：①打点计时器接了直流电；②重物离打点计时器太远．(2)打点计时器所接电源为频率是50 Hz的交变电源，选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点，所以相邻的计数点的时间间隔是T＝0.04 s．根据匀变速直线运动的规律：某段时间内的平均速度大小等于这段时间中间时刻的瞬时速度大小，则有：v B＝x AC2T＝（125.4－31.4）×10－32×0.04m/s＝1.175 m/s≈1.18 m/s根据动能的定义得：E k＝12m v2B＝12×1×(1.175)2 J＝0.690 J，从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为ΔE p＝mgx OB＝1×9.8×70.6×10－3 J＝0.692 J从前面的计算可以看出重锤动能增加量近似等于重锤势能减少量，即在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒．(时间：60分钟)1．关于“验证机械能守恒定律”的实验中，以下说法正确的是() A．实验中摩擦是不可避免的，因此纸带越短越好，因为纸带越短，克服摩擦力做的功就越小，误差就越小B．称出重锤的质量C．纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm，则无论怎样处理实验数据，实验误差一定较大D．处理打完点的纸带时，可以直接利用打点计时器打出的实际点迹，而不必采用“计数点”的方法答案 D解析在打纸带时，纸带太短了，不易打出符合实验要求的纸带，选项A错误；由于mgh＝12m v2，故称出重锤的质量是多余的，选项B错误；纸带上第1、2两点的间距不接近2 mm，是由于通电后释放重锤时操作不同步造成的，不会影响验证结果，选项C错误；处理纸带时，由于自由落体加速度较大，纸带上点迹距离较大，故可直接用实际点迹测量研究．2.图7－9－6用图7－9－6所示装置验证机械能守恒定律，由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大的阻力，这样实验造成的结果是()A．重力势能的减少量明显大于动能的增加量B．重力势能的减少量明显小于动能的增加量C．重力势能的减少量等于动能的增加量D．以上几种情况都有可能答案 A解析由于重物下落时要克服阻力做功，重物减少的重力势能转化为重物的动能和系统的内能，故重力势能的减小量大于动能的增加量，A正确．3．如图7－9－7是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带．有关尺寸在图中已注明．我们选中n 点来验证机械能守恒定律．下面举一些计算n 点速度的方法，其中正确的是( )图7－9－7A ．n 点是第n 个点，则v n ＝gnTB ．n 点是第n 个点，则v n ＝g (n －1)TC ．v n ＝x n ＋x n ＋12TD ．v n ＝h n ＋1－h n －12T答案 CD解析 v n 应表示从(n －1)到(n ＋1)间的平均速度．C 、D 对，A 、B 错． 4.图7－9－8用如图7－9－8所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V 的交流电和直流电两种．重物从高处由静止开始下落，重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即能验证机械能守恒定律．下面列举了该实验的几个操作步骤：A ．按照图示的装置安装器材；B ．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C ．用天平测量出重物的质量；D ．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算分析重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的横线上，并说明其原因：__________________________________________________________________ ___________________________________________________________________. 答案BCD，原因见解析解析步骤B是错误的，应该接到电源的交流输出端；步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带；步骤C不必要，因为根据测量原理，重物的动能和势能中都包含了质量m，可以约去．5．在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图7－9－9.其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点．用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中．(已知当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，重锤质量为m＝1 kg，计算结果均保留3位有效数字)图7－9－9①图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是________段的读数，应记作________cm；②甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度v B，则求得该过程中重锤的动能增加量ΔE k＝________J，重力势能的减少量ΔE p＝________J．这样验证的系统误差总是使ΔE k________ΔE p(选填“>”、“<”或“＝”)；③乙同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点，图中的B是打点计时器打下的第9个点．因此他用v＝gt计算与B点对应的瞬时速度v B，求得动能的增加量ΔE k＝________J．这样验证的系统误差总是使ΔE k________ΔE p(选填“>”、“<”或“＝”)．④上述两种处理方法中，你认为合理的是________同学所采用的方法．(选填“甲”或“乙”)答案①OC15.70②1.20 1.22<③1.23>④甲解析①毫米刻度尺读数要估读到毫米下一位，OC长度读数到1毫米，不符合读数要求．应记作15.70 cm.②AC段的平均速度即B点瞬时速度v B＝AC 2T＝（15.70－9.51）×10－2m2×0.02 s ＝1.55 m/s，则系统增加的动能ΔE k＝12m v2B≈1.20 J，重力势能减少了ΔE p＝mgOB－≈1.22 J，由于摩擦力的作用，部分重力势能转化为内能，所以ΔE k<ΔE p.③B是打点计时器打下的第9个点，所以B点的速度v B＝gt＝g×8×0.02 s＝1.57 m/s，动能的增加量ΔE k＝12m v2B≈1.23 J，这样做把加速度按照自由落体计算，没有考虑摩擦力的作用，而实际上，由于摩擦力的作用，加速度a<g，所以v B＝gt应大于实际对应h的速度大小，所以会使得ΔE k>ΔE p.④乙方案中直接把加速度按照重力加速度计算，不符合事实，而且误差大，所以合理的是甲方案．6．“验证机械能守恒定律”的实验中．图7－9－10(甲)是打点计时器打出的一条纸带，选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I，对BH段进行研究．①已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．②用刻度尺测量距离时如图(乙)，读出A、C两点间距为________cm，B点对应的速度v B＝________m/s(保留三位有效数字)．③若H点对应的速度为v H，重物下落的高度为h BH，当地重力加速度为g，为完成实验，要比较12v2B与________的大小(用字母表示)．图7－9－10答案①0.02 s②5.40 1.35③12v2H－gh BH解析①打点计时器电源频率为50 Hz，则每隔0.02 s打一点．②s AC＝(5.90－0.50)cm＝5.40 cm，v B＝s AC2T＝5.40×10－22×0.02m/s＝1.35 m/s.③由动能定理有mgh BH＝12m v2H－12m v2B，得v2B 2＝v2H2－gh BH.7．利用图7－9－11装置做“验证机械能守恒定律”的实验．图7－9－11①除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________．(选填器材前的字母)A．大小合适的铁质重锤B．体积较大的木质重锤C．刻度尺D．游标卡尺E．秒表②图7－9－12是实验中得到的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h A、h B、h C.重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量|ΔE p|＝________，动能的增加量ΔE k＝________．图7－9－12③在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是________．A．释放重锤前，使纸带保持竖直B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式v＝2gh计算，其中g应取当地的重力加速度D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度④某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2－h图象去研究机械能是否守恒．若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2－h图象是图7－9－13中的________．图7－9－13答案①AC②mgh B m（h C－h A）28T2③ABD④A解析①验证机械能守恒定律实验，需要尽量减小阻力，以使得减少的重力势能接近增加的动能，所以选择铁质重锤而不是木质，这样可以尽量减少阻力影响，即选项A对B错；在计算速度时需要刻度尺测量点迹之间的距离以及下落的高度，所以选项C是必须的；而秒表不需要，只要查相邻点的间隔即可得时间间隔，因为打点计时器每隔0.02秒打一个点，所以E错误；有刻度尺测量点间距，而不需要游标卡尺，选项D错．②O点到B点下落的高度为h B ，所以减少的重力势能为mgh B ，增加的动能要计算B 点的瞬时速度，B为AC 的中间时刻即等于AC 的平均速度，所以v B ＝h C －h A 2T ，增加的动能ΔE k＝12m v 2B ＝m （h C －h A ）28T 2.③为保证只有重力做功，释放前纸带竖直可减少纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，选项A 对；实验过程先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，选项B 对；速度的计算必须从纸带数据来求，而不能根据自由落体运动求速度，如果按照自由落体运动的速度来求解则减少的重力势能一定等于增加的动能，验证就没有意义了，选项C 错；计算减少的重力势能mgh 一定要按照当地的重力加速度来计算，选项D 对．④若有恒定的阻力存在，则根据动能定理可得(mg －f )h ＝12m v 2，即v 2h ＝2⎝ ⎛⎭⎪⎫g －f m ，所以图象斜率为定值，而且过原点，对照选项A 对．8．为了探究机械能守恒定律，岳口高中的金金设计了如图7－9－14甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：A ．小车B ．钩码C ．一端带滑轮的木板D ．细线E ．电火花计时器F ．纸带G ．毫米刻度尺H ．低压交流电源I ．220 V 的交流电源图7－9－14(1)根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号)，还应补充的器材是________．(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0～6)，测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d 1、d 2、d 3、d 4、d 5、d 6，打点周期为T .则打点2时小车的速度v 2＝________；若测得小车质量为M 、钩码质量为m ，打点1和点5时小车的速度分别用v 1、v 5表示，已知重力加速度为g ，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为________．(3)在实验数据处理时，如果以v 22为纵轴，以d 为横轴，根据实验数据绘出v 22－d 图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为________________．答案 (1)H 天平 (2)d 3－d 12T 或d 44T mg (d 5－d 1)＝12(M ＋m )(v 25－v 21) (3)m M ＋m g 解析 (1)电火花计时器使用的是220 V 交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量M ；(2)打点2时的速度等于1～3间的平均速度，即v 2＝d 3－d 12T ；根据机械能守恒，整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能，即mg (d 5－d 1)＝12(M ＋m )·(v 25－v 21)；(3)根据mgd ＝12(M ＋m )v 2得：v 22＝mg M ＋m d ，所以v 22－d 图象的斜率，表示的物理量的表达式为mg M ＋m (加速度)．。