高考物理一轮复习试题(7)
(7)交变电流——2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题
B.闭合开关 ，电灯L变暗
C.将滑动变阻器 的滑片向右移动，电灯L变暗
D.将滑动变阻器 的滑片向右移动，电灯L变亮
答案以及解析
1.答案：B
解析：本题考查理想变压器的工作原理、闭合电路欧姆定律的应用。设原、副线圈匝数比为 ，电源电压为 ，变压器电路等效为电源与滑动变阻器 及阻值为 的电阻串联。当保持 的位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路中的电流增大，电压表的读数减小，A项错误；当保持 的位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，由于原线圈中的电流增大，根据理想变压器的变流规律可知，副线圈上电流增大，根据 可知， 消耗的功率增大，B项正确；保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中，副线圈匝数 减小，k增大，回路的总电阻增大，电路中电流I减小，电阻 上电压减小，C项错误；由于电阻 上电压减小，原线圈上电压 增大，副线圈上电压 ，无法确定 是增大还是减小，电阻 消耗的功率的变化也无法确定，D项错误。
A.保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变
B.保持 位置不变， 向左缓滑动的过程中， 消耗的功率增大
C.保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大
D.保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
2.【2022年山东卷】如图所示的变压器，输入电压为220V，可输出12V、18V、30V电压，匝数为 的原线圈中电随时间变化为 。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V。将阻值为12Ω的电阻R接在 两端时，功率为12W。下列说法正确的是()
（三）变式训练
5.某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1:60。下列说法正确的是()
2023届高考物理一轮总复习练专题七 正交分解法
2023年高考物理总复习专题七——正交分解法1、如图，倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k 的轻弹簧一端系在质量为m 的小球上，另一端固定在墙上的P 点．小球静止时，弹簧与竖直方向夹角为60°，则弹簧的形变量为 A.3mg k B.32mg k C.33mg k D. mg k2、如图所示，两轻弹簧a 、b 悬挂一小铁球处于平衡状态，a 弹簧与竖直方向成30°角，b 弹簧水平，a 、b 的劲度系数分别为k 1、k 2，则a 、b两弹簧的伸长量x 1与x 2之比为A.2k 2/k 1B.k 2/k 1C.k 1/k 2D.k 2/2k 13、如图所示，重150N 的光滑球A 悬空靠在竖直墙和三角形木块B 之间，木块B 的重力为1500N ，且静止在水平地面上，则A.墙所受压力为1503NB.木块B 所受水平地面摩擦力为150NC.墙所受压力为300ND.木块B 所受水平地面摩擦力为1503N4、如图所示，左侧是倾角为60°的斜面、右侧是1/4圆弧面的物体A 固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平。
一根轻绳两端分别系有质量为m 1、m 2的小球，跨过A 顶端的定滑轮，当两球处于平衡状态时，右侧轻绳与水平方向夹角为60°，不计摩擦，两小球的质量之比为A.1:1B. 2:3C. 2:D. 4:35、如图所示，将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O′处（O 为球心），弹簧另一端与质量为m 的小球相连，小球静止于P 点。
已知容器半径为R ，与水平面地面之间的动摩擦因数为μ，OP 与水平方向的夹角为θ＝30°．下列说法正确的是A ．轻弹簧对小球的作用力大小为 mg/2B ．容器相对于水平面有向左的运动趋势C ．容器和弹簧对小球的作用力的合力竖直向上D ．弹簧原长为R ＋k mg /6、如图所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的固定斜面上．物体与斜面之间的动摩擦因数为μ，先用平行于斜面的推力F 1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑，若改用水平推力F 2作用于物体上，也能使物体沿斜面匀速上滑，则 33两次的推力之比F 1:F 2为A ．cos θ＋μsin θB ．cos θ－μsin θC ．1＋μtan θD ．1－μtan θ7、如图，质量为M 、半径为R 的半球形物体A 放在水平地面上，通过最高点处的钉子用水 平细线拉住一质量为m 、半径为r 的光滑球B ，则A ．A 对地面的压力等于（M ＋m ）gB ．A 对地面的摩擦力方向向左C ．B 对A 的压力为R r mg R +D ．细线对小球的拉力为r mg R 8、如图，在倾角为a 的传送带上有质量均为m 的三个木块1、2、3，中间均用原长为L 、劲 度系数为k 的轻弹簧连接起来，木块与传送带间的动摩擦因数均为μ，其中木块1被与 传送带平行的细线拉住，传送带按图示方向匀速运行，三个木块处于平衡状态．则 A ．2、3两木块之间的距离等于B ．2、3两木块之间的距离等于C ．1、2两木块之间的距离等于2、3两木块之间的距离D ．如果传送带突然加速，相邻两木块之间的距离都将增大9、如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m 1的小环套在杆上，通过轻 绳悬挂一个质量为m 2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a 一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为β，则下列说法正确的是A.杆对小环的作用力大于m 1g+m 2gB.m 1不变，则m 2越大，β越小C.θ＝β，与m 1、m 2无关D.若杆不光滑，β可能大于θ10、完全相同质量均为m 的物块A 、B 用轻弹簧相连，置于带有挡板C 的固定斜面上。
2025年高考物理一轮复习(新人教版)第7章第2讲 动量守恒定律及应用
碰撞问题
梳理 必备知识
1.碰撞 碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力 很大 的 现象. 2.特点 在碰撞现象中，一般都满足内力 远大于 外力，可认为相互碰撞的系统 动量守恒.
3.分类
弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞
动量是否守恒 守恒 _守__恒__ 守恒
机械能是否守恒 _守__恒__ 有损失
相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)
动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、…应是系统中各物体 同时性 在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′、…应是系统中各
物体在相互作用后同一时刻的动量
系统性
研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用 普适性
2.反冲运动的三点说明 作用 反冲运动是系统内两物体之间的作用力和反作用力产生的效果 原理 动量 反冲运动中系统不受外力或内力 远大于 外力，所以反冲运动 守恒 遵循动量守恒定律 机械能 反冲运动中，由于有其他形式的能转化为机械能，所以系统的 增加 总机械能增加
判断 正误
1.发射炮弹，炮身后退；园林喷灌装置一边喷水一边旋转均属于
考向2 反冲运动
例5 (2023·河南省模拟)发射导弹过程可以简化为：将静止的质量为
M(含燃料)的导弹点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下 喷出质量为m的炽热气体，忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响，则
喷气结束时导弹获得的速度大小是
A.Mm v0
B.Mm v0
M C.M－m v0
√m
爆炸、反冲运动和人船模型
梳理 必备知识
1.爆炸现象的三个规律 动量 爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过 守恒 程中，系统的总动量_守__恒__ 动能 在爆炸过程中，有其他形式的能量(如化学能)转化为机械能， 增加 所以系统的机械能增加 位置 爆炸的时间极短，因而作用过程中物体产生的位移 很小 ，可 不变 以认为爆炸后各部分仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动
2024年高考物理一轮复习(全国版)第7章 专题强化11 动量守恒在子弹打木块模型和板块模型中的应用
3.求解方法 (1)求速度：根据动量守恒定律求解，研究对象为一个系统； (2)求时间：根据动量定理求解，研究对象为一个物体； (3)求系统产生的内能或相对位移：根据能量守恒定律Q＝FfΔx或Q＝E初 －E末，研究对象为一个系统.
例4 如图所示，质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L ＝1.5 m，现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0 从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间 的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，则 A.物块滑上小车后，系统动量守恒、机械能守恒 B.增大物块与车面间的动摩擦因数，摩擦生热变大 C.若v0＝2.5 m/s，则物块在车面上滑行的时间为0.24 s
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水平方向上，子弹所受合外力与木块受到的合 外力为作用力与反作用力，它们大小相等、方 向相反、作用时间t相等，根据I＝Ft，可知子弹对木块的冲量与木块 对子弹的冲量大小相等、方向相反，故A错误，B正确； 子弹与木块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，由动量守 恒定律可知，子弹动量变化量大小等于木块动量变化量大小，由于 子弹与木块的质量不一定相同，子弹速度的减小量不一定等于木块 速度的增加量，故C、D错误.
两次打穿木块过程中，子弹受到的阻力相等，阻力对子弹做的功等
于子弹损失的动能，即ΔEk损＝Ffx，由于x2＞x1，所以ΔEk2损＞ΔEk1损，
故B正确.
两次打穿木块过程中，子弹受到的平均阻力相等，系统摩擦产生的 热量Q＝Ffd，其中Ff为阻力，d为子弹相对于木块的位移大小，由于 两次子弹相对于木块的位移大小都是木块的长度，所以系统机械能 的损失相等，即E2损＝E1损，故C错误. p1小于子弹的初动量，第二次子弹穿透木块的过程，系统的动量守 恒，则p2等于子弹的初动量，所以p2＞p1，故D正确.
高考物理一轮复习专题七-带电粒子在电场中运动的综合问题
[解析] 由图象可知，将正电荷沿 x 轴正向移动，从 x2 移 动到 x4 的过程电场力做功不为零，两点处的电势能不相等，选 项 A 错误；从 x1 移动到 x3 的过程电场力沿 x 轴负方向，电场 力做负功，电势能增大，选项 B 正确；从 x1 到 x4 的过程场强 先增大后减小，所以电场力先增大后减小，选项 C 正确，D 错 误．
32xd＝ΔΔEEppAB ⑨ 解得 x＝d.MA 为等势线，电场必与其垂线 OC 方向平行．设 电场方向与竖直向下的方向的夹角为 α，由几何关系可得 α＝ 30° ⑩ 即电场方向与竖直向下的方向的夹角为 30°斜向右下方
设场强的大小为 E，有 qEdcos 30°＝ΔEpA ⑪ 由④⑦⑪式得 E＝ 36mq g. ⑫
(1)无电场时，小球到达 A 点时的动能与初动能的比值； (2)电场强度的大小和方向．
[解题指导] 第一步：抓关键点
关键点 ① ②
③④ ⑤
获取信息
小球做平抛运动
平抛运动过A点时的水平、竖直位移可 确定
有重力做功和电场力做功，其中电场力 做的功等于电势能的变化量
重力不能忽略
第二步：找突破口 (1)要确定小球到达 A 点时的动能与初动能比值，可由平抛 运动规律求解；写出水平、竖直方向的位移关系． (2)要确定电场强度的方向，根据到 A、B 两点的动能变化 可确定两个个过程电势能的变化，可先找出两个等势点(在 OB 线上找出与 A 等势的点，并确定其具体位置)．
带电粒子的力、电综合问题
1．方法技巧 功能关系在电学中应用的题目，一般过程复杂且涉及多种 性质不同的力．因此，通过审题，抓住受力分析和运动过程分 析是关键，然后根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择 相应规律求解．动能定理和能量守恒定律在处理电场中能量问 题时仍是首选．
2020年高考物理一轮复习专题7.6 静电场精品测试卷(原卷版)
第7章静电场单元测试【满分：100分时间：90分钟】一、选择题(本大题共20小题，每小题3分，共60分)1．（安徽省宣城市2019届高三第二次模拟）如图，光滑绝缘圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。
下列说法正确的是（）A．a、b、c小球带同种电荷B．a、b小球带异种电荷C．a、b小球电量之比为36D．a、b小球电量之比为32．（河北衡水中学2019届高三调研）如图所示，三角形abc的三个顶点各自固定一个点电荷，A处点电荷受力如图所示，则B处点电荷受力可能是（）A．F1B．F2C．F3D．F43．（四川达州市普通高中2019届第二次诊断性测试）如图所示，两个带电小球A、B分别处在光滑绝缘的斜面和水平面上，且在同一竖直平面内。
用水平向左的推力F作用于B球，两球在图示位置静止。
现将B 球水平向左移动一小段距离，发现A球随之沿斜面向上移动少许，两球在虚线位置重新平衡．与移动前相比，下列说法正确的是A ．斜面对A 的弹力增大B ．水平面对B 的弹力不变C ．推力F 变小D ．两球之间的距离变小4．（辽宁省大连市八中2019年高考模拟）如图所示，在粗糙绝缘的水平面上有一物体A 带正电，另一带正电的物体B 沿着以A 为圆心的圆弧由P 到Q 缓慢地从A 的正上方经过，若此过程中A 始终保持静止，A 、B 两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用，则下列说法正确的是（ ）A ．物体A 受到地面的支持力先增大后减小B ．物体A 受到地面的支持力保持不变C ．物体A 受到地面的摩擦力先增大后减小D ．库仑力对物体B 先做正功后做负功5．（天津市九校2019届高三联考）如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心O 处电场强度大小等于E 0，两个平面通过同一条直径，夹角为a ，从半球中分出一部分球面，则所分出的这部分球面上（在“小瓣”上）的电荷在O 处的电场强度大小为( )A ．0sin E E a =B ．0cos E E a =C ．0sin 2a E E =D ．0cos 2a E E = 6．（四川省绵阳中学2019届高三模拟）如图所示，边长为L 的正六边形ABCDEF 的5条边上分别放置5根长度也为L 的相同绝缘细棒。
山东省2021高考物理一轮复习 专题七 碰撞与动量守恒精练(含解析)
专题七碰撞与动量守恒【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容动量、动量定理1。
理解冲量和动量。
2.通过理论推导和实验,理解动量定理，能用动量定理解释生产生活中的有关现象。
动量守恒定律是高考命题的重点和热点,常常与牛顿运动定律、能量守恒定律等知识综合考查。
常见的考查形式有:（1)动量定理在流体中的应用;(2)满足动量守恒定律条件的分析判断,对单一过程进行简单应用；（3)在碰撞、反冲等问题中,综合应用动量守恒定律、动量定理、能量守恒定律和牛顿运动定律。
1。
在学生初步形成的运动与相互作用观念和能量观念的基础上,引导学生通过研究碰撞现象拓展对物理世界的认识和理解。
2。
通过探究碰撞过程中的守恒量,进一步发展学生运动与相互作用观念和能量观念,使其了解物理规律具有适用范围和条件。
3。
通过实验探究和理论推导,让学生经历科学论证过程,理解动量定理的物理实质与牛顿第二定律的一致性.4.能从理论推导和实验验证的角度,理解动量守恒定律,深化对物体之间相互作用规律的理解。
5.能用动量和机械能的知识分析和解释机械运动现象，解决一维碰撞问题。
动量守恒定律及其应用1.通过理论推导和实验，理解动量守恒定律,能用动量守恒定律解释生产生活中的有关现象。
2.知道动量守恒定律的普适性.3.通过实验,了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。
4.定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
动量和能量的综合1。
能从牛顿运动定律、动量守恒定律、能量守恒定律思考物理问题.2.体会用守恒定律分析物理问题的方法,体会自然界的和谐与统一.【真题探秘】基础篇固本夯基【基础集训】考点一动量、动量定理1。
（多选)为了进一步探究课本中的迷你小实验,某同学从圆珠笔中取出轻弹簧，将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端套上笔帽,用力把笔帽往下压后迅速放开，他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离。
不计空气阻力,忽略笔帽与弹簧间的摩擦，在弹簧恢复原长的过程中（）A。
2020届高三高考_人教版_物理一轮复习__静电场课时3 课后练习 (7)
电场的力的性质知识排查点电荷、电荷守恒定律1.点电荷有一定的电荷量，忽略形状和大小的一种理想化模型。
2．元电荷：e ＝1.60×10－19 C ，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
3．电荷守恒定律(1)内容：电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
(2)起电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电。
(3)带电实质：物体带电的实质是得失电子。
库仑定律1.内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。
作用力的方向在它们的连线上。
2．表达式：F ＝k q 1q 2r 2，式中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫静电力常量。
3．适用条件：(1)真空中；(2)点电荷。
电场强度、点电荷的场强1.定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值。
2．定义式：E ＝Fq ，单位：N/C 或V/m 。
3．点电荷的电场强度：真空中点电荷形成的电场中某点的电场强度E ＝k Qr 2。
4．方向：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点的电场强度方向。
5．电场强度的叠加：电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，遵从平行四边形定则。
电场线1.定义：为了形象地描述电场中各点电场强度的强弱及方向，在电场中画出一些有方向的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致，曲线的疏密表示电场的强弱。
2．电场线的特点小题速练1．思考判断(1)点电荷和电场线都是客观存在的。
( ) (2)根据F ＝kq 1q 2r 2，当r →0时，F →∞。
( ) (3)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向( ) (4)英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。
( )(5)美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e 的电荷量，获得诺贝尔奖。
通用版高考物理一轮复习专题七恒定电流小专题5测量电阻的其他5种方法除伏安法课件
(续表)
测量 对象
两种测量电路
半偏 法近 似测 量电 压表 内阻
操作步骤
①滑动变阻器的滑片滑至最右端， 电阻箱的阻值调到最大
②闭合S1、S2，调节R0，使 表示 数指到满偏刻度 ③断开 S2，保持 R0 不变，调节 R， 使 表指针指到满刻度的一半 ④由上得 RV＝R
答案：(1)R1 (2)R2－R3 (3)甲的设计 毫安表超量程
突破 4 半偏法测电表内阻
测量 对象
两种测量电路
操作步骤
半偏 法近 似测 量电 流表 内阻
①将电阻箱 R 的电阻调到零
②闭合 S，调节 R0，使电流表 达 到满偏 I0 ③保持 R0 不变，调节 R，使电流表
示数为 I0 2
④由上得 RA＝R
甲
乙
图 Z5-6 ①按电路图连好电路，闭合开关 S1，记下毫安表的读数. ②断开 S1，闭合开关 S2，调节电阻箱 R 的阻值，使毫安表 的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数 R1. 假设该同学的设计合理，则待测电阻 Rx＝________.
(2)另一位同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如 图乙所示的实验电路，设计的操作步骤如下：
(3)将这种方法测出的电压表内阻记为 RV′，与电压表内阻 的真实值 RV 相比，RV′________(填“＞”“＝”或“＜”)RV， 主要理由是___________________________________________.
答案：(1)如图 D74 所示
图 D74
(2)移动滑动变阻器的滑片到最右端，使通电后电压表所在 支路分压最小；闭合开关 S1、S2，调节 R1，使电压表的指针满 偏；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开 S2，调节电阻箱 R0， 使电压表的指针半偏；读取电阻箱所示的电阻值，此即为测得 的电压表内阻
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—牛顿第二定律的综合应用(附答案解析)
2025年高考人教版物理一轮复习专题训练—牛顿第二定律的综合应用（附答案解析）1．(2023·北京卷·6)如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为2N。
若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。
则F的最大值为()A．1N B．2N C．4N D．5N2．某列车由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。
若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()A．F B.19F20C.F19D.F203.(多选)(2024·吉林通化市模拟)如图所示，用力F拉着A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一块橡皮泥，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上橡皮泥以后，两段绳的拉力F TA和F TB的变化情况是()A．F TA增大B．F TB增大C．F TA减小D．F TB减小4.(2021·海南卷·7)如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。
将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。
已知P、Q两物块的质量分别为m P＝0.5kg、m Q＝0.2kg，P与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2。
则推力F的大小为()A．4.0N B．3.0N C．2.5N D．1.5N5.(多选)如图，P、Q两物体叠放在水平面上，已知两物体质量均为m＝2kg，P与Q间的动摩擦因数为μ1＝0.3，Q与水平面间的动摩擦因数为μ2＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10m/s2，当水平向右的外力F＝12N作用在Q物体上时，下列说法正确的是()A．Q对P的摩擦力方向水平向右B．水平面对Q的摩擦力大小为2NC．P与Q之间的摩擦力大小为4ND．P与Q发生相对滑动6.(多选)(2023·陕西西安市期末)一辆货车运载着圆柱形的光滑空油桶。
高考导练高考物理一轮复习 第七章 恒定电流 第2讲 电路 电路的基本规律模拟试题 新人教版必修3-1
第2讲 电路 电路的根本规律高考·模拟·创新图7－2－171．(2015年高考·卷)如图7－2－17所示，其中电流表A 的量程为0.6 A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的2倍．假设用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，如此如下分析正确的答案是( )A ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A解析：定值电阻R 1与电流表并联，且R 1的阻值等于电流表内阻的12，所以通过电流表的电流一定为通过R 1上电流的一半，即通过电流表上的电流为通过接线柱上的电流的13.定值电阻R 2串联在电流表与R 1并联之后，即通过R 2的电流即为通过接线柱3的电流，也就是通过接线柱1的电流．根据上述分析的电路特点可知，不论是将接线柱1、2接入电路，还是将接线柱1、3接入电路，流经电流表的电流都只是通过R 1上电流的一半，即为通过接线柱1电流的13，也即通过接线柱1的电流是通过电流表上电流的3倍．又因电流表每小格表示0.02 A ，所以当电流表指针指示0.02 A 时，明确通过接线柱1的电流为3×0.02 A＝0.06 A ，即此时电流表每小格表示0.06 A ．所以选项C 正确．答案：C图7－2－182．(2014年高考·某某卷)如图7－2－18所示，电路中R 1、R 2均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C 的极板水平放置．闭合电键S ，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动．如果仅改变如下某一个条件，油滴仍能静止不动的是( )A ．增大R 1的阻值B ．增大R 2的阻值C ．增大两板间的距离D ．断开电键S解析：油滴静止不动说明电容器两极板间电场强度不发生变化，即电容器两端电压不发生变化．A 选项错误，电源内阻不能忽略，电容器看成断路，增大R 1会增大路端电压即电容器两端电压，再根据E ＝U d 可知极板间电场强度增大．B 选项正确，R 2与电容器串联，R 2中无电流通过，因此增大R 2对整个电路的工作状态没有影响．C 选项错误，根据E ＝U d可知增大板间距会使板间电场强度减小．D 选项错误，断开电键S ，电容器和R 1构成回路，电容器会放电，致使极板间电场强度降为0.答案：B3．(多项选择)如图7－2－19，电路中定值电阻阻值R 大于电源内阻阻值r .将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V 1、 V 2、 V 3示数变化量的绝对值分别为ΔV 1、ΔV 2、ΔV 3，理想电流表A 示数变化量的绝对值为ΔI ，如此( )图7－2－19A ．A 的示数增大B ．V 2的示数增大C ．ΔV 3与ΔI 的比值大于rD ．ΔV 1大于ΔV 2解析：此电路为串联电路，将滑片向下滑动，电路中的总电阻减小，总电流增大，电流表的示数增大，A 项正确；电源的内阻分压增大，所以路端电压减小，即V 2的示数减小，B 项错误；电压表V 1测量的是定值电阻两端的电压，由于电流增大，定值电阻的分压增大，滑动变阻器两端的电压减小，所以V 1的示数变化大于V 2，D 项正确；将定值电阻等效为电源的内阻，ΔV 3ΔI＝R ＋r ，C 项正确． 答案：ACD4．(2015年高考·某某卷)如图7－2－20甲所示的电路中，恒流源可为电路提供恒定电流I 0，R 为定值电阻，电流表、电压表均可视为理想电表．某同学利用该电路研究滑动变阻器R L 消耗的电功率．改变R L 的阻值，记录多组电流、电压的数值，得到如图7－2－20乙所示的U －I 关系图线．图7－2－20(1)滑动触头向下移动时，电压表示数________(填“增大〞或“减小〞)．(2)I 0＝________A.(3)R L 消耗的最大功率为________W(保存一位有效数字)．解析：(1)滑动头向下移动时，R L 阻值减小，如此总电阻减小，电压变小，如此电压表读数变小；(2)由电路图可知：I 0＝I ＋U R ，即：U ＝I 0R －IR ，由U －I 图线可知，I 0R ＝20 V ；R ＝k ＝201.0Ω＝20 Ω，如此I 0＝1.00 A ；(3)R L 消耗的功率为P ＝IU ＝20I －20I 2＝－20(I －0.5)2＋5，如此当I ＝0.5 A 时，功率的最大值为P m ＝5 W.答案：(1)减小(2)1.00(0.98、0.99、1.01均正确) (3)5。
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第7单元 机械振动与机械波 作业19机械振动
第七单元机械振动与机械波作业19机械振动A组基础达标微练一简谐运动的描述1.一位游客在湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动。
可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20 cm,周期为3.0 s。
当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。
地面与甲板的高度差不超过10 cm 时,游客能舒服地登船。
在一个周期内,游客能舒服登船的时间是( ) A.0.5 s B.0.75 s C.1.0 s D.1.5 s微练二简谐运动图像的理解和应用2.(浙江1月选考)如图甲所示,一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴OO',接入电阻R构成回路。
导体杆处于竖直向上的匀强磁场中,将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放,导体杆开始下摆。
当R=R0时,导体杆振动图像如图乙所示。
若横纵坐标皆采用图乙标度,则当R=2R0时,导体杆振动图像是( )3.(多选)如图甲所示,装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中,水面足够大,把玻璃管向下缓慢按压4 cm后放手,忽略运动阻力,玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动,测得振动周期为0.5 s。
以竖直向上为正方向,某时刻开始计时,其振动图像如图乙所示,其中A为振幅。
对于玻璃管,下列说法正确的是( )A.回复力等于重力和浮力的合力B.振动过程中动能和重力势能相互转化,玻璃管的机械能守恒C.位移满足函数式D.在t 1~t 2时间内,位移减小,加速度减小,速度增大微练三 单摆周期公式的应用4.如图甲所示,细线下端悬挂一个除去了柱塞的注射器,注射器内装上墨汁。
将摆线拉开一较小幅度,当注射器摆动时,沿着垂直于摆动的方向以速度v 匀速拖动木板,得到喷在木板上的墨汁图样如图乙所示,若测得木板长度为L,墨汁图样与木板边缘交点P 、Q 恰好是振动最大位置处,已知重力加速度为g,则该单摆的等效摆长为( )A.gv 225π2L 2B.gL 225π2v 2C.25gL 216π2v 2D.25gv 216π2L 25.(多选)甲、乙两个单摆做简谐运动的图像如图所示,则下列说法正确的是( )A.甲、乙两摆的振幅之比为2∶1B.t=2 s时,甲摆的重力势能最小,乙摆的动能为零C.甲、乙两摆的摆长之比为4∶1D.甲、乙两摆摆球在最低点时摆线的拉力大小一定相等微练四受迫振动6.轿车的“悬挂系统”是指由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的整个支持系统。
【人教版】2020届高考物理一轮复习第7章静电场第3讲电容器带电粒子在电场中的运动课时作业(含解析)
3、电容器 带电粒子在电场中的运动[基础训练]1．(2018·云南曲靖联考)(多选)如图所示电路中，A 、B 为两块竖直放置的金属板，G 是一只静电计，开关S 合上后，静电计指针张开一个角度，下述哪些做法可使指针张角增大( )A ．使A 、B 两板靠近一些 B ．使A 、B 两板正对面积错开一些C ．断开S 后，使B 板向右平移拉开一些D ．断开S 后，使A 、B 两板正对面积错开一些答案：CD 解析：图中静电计的金属杆接A 板，外壳和B 板均接地，静电计显示的是A 、B 两极板间的电压，指针张角越大，表示两板间的电压越高．当合上S 后，A 、B 两板与电源两极相连，板间电压等于电源电压不变，静电计指针张角不变；当断开S 后，板间距离增大，正对面积减小，都将使电容器的电容变小，而电容器电荷量不变，由U ＝Q C可知，板间电压U 增大，从而使静电计指针张角增大．综上所述，选项C 、D 正确．2．(2018·山东菏泽期末)(多选)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一带正电小球(电荷量很小)固定在P 点，如图所示．以U 表示两极板间的电压，E 表示两极板间的场强，E p 表示该小球在P 点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示位置，则( )A ．U 变小B ．U 不变C ．E 变大D ．E p 不变答案：AD 解析：根据电容器充电后与电源断开可知，Q 不变，将正极板移至图中虚线所示位置，间距d 减小，由C ＝εr S 4πkd ，知电容C 增大，又U ＝Q C ，电压U 减小，因E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εr S，E 不变，P 点到下极板的距离不变，则P 点与下极板的电势差不变，P 点的电势φ不变，P 点电势能E p ＝φq 不变，选项A 、D 正确．3．如图所示，从F 处由静止释放一个电子，电子向B 板方向运动，设电源电动势为U (V)，下列对电子运动的描述中错误的是( )A ．电子到达B 板时的动能是U (eV)B ．电子从B 板到达C 板的过程中，动能的变化量为零 C ．电子到达D 板时动能是3U (eV) D ．电子在A 板和D 板之间做往复运动答案：C 解析：由题图可知，电子在A 、B 板间做加速运动，电场力做的正功为U (eV)；电子在B 、C 板间做匀速运动，动能变化量为零；电子在C 、D 板间做减速运动，电场力做的功为－U (eV)，电子在D 板处速度为零，故电子在A 板和D 板之间做往复运动，选C.4．如图所示，电子(不计重力，电荷量为e ，质量为m )由静止经加速电场加速，然后从相互平行的A 、B 两板的正中间射入，已知加速电场两极间电压为U 1，A 、B 两板之间电压为U 2，则下列说法中正确的是( )A ．电子穿过A 、B 板时，其动能一定等于e ⎝ ⎛⎭⎪⎫U 1＋U 22B ．为使电子能飞出A 、B 板，则要求U 1>U 2C ．若把电子换成另一种带负电的粒子(忽略重力)，它将沿着电子的运动轨迹运动D ．在A 、B 板间，沿电子的运动轨迹，电势越来越低答案：C 解析：电子穿过A 、B 板时不一定从板的边缘射出，所以动能不一定等于e ⎝ ⎛⎭⎪⎫U 1＋U 22，故A 错误．为使电子能飞出A 、B 板，不能只要求U 1>U 2，因为竖直位移还与板长、板间距离有关，故B 错误．电子在A 、B 板间的水平位移x ＝v 0t ，竖直位移y ＝12at 2，其中a ＝eU 2md ，eU 1＝12mv 20，联立得y ＝U 2x24U 1d，与电荷量、质量无关，所以C 正确．在A 、B 板间，电场力对电子做正功，电势能减少，沿电子的运动轨迹电势升高，所以D 错误．5．(2018·湖北宜昌模拟)如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U 1的加速电场，经加速后从小孔S 沿平行金属板A 、B 的中线射入，A 、B 板长为L ，相距为d ，电压为U 2.则带电粒子能从A 、B 板间飞出应该满足的条件是( )A.U 2U 1<2dL B.U 2U 1<d LC.U 2U 1<2d 2L2 D.U 2U 1<d 2L2 答案：C 解析：根据qU 1＝12mv 2，再根据t ＝L v 和y ＝12at 2＝12·qU 2md ·⎝ ⎛⎭⎪⎫L v 2，由题意知，y <12d ，解得U 2U 1<2d2L 2，故C正确．6．如图所示的示波管，电子由阴极K 发射后，初速度可以忽略，经加速电场加速后垂直于电场方向飞入偏转电场，最后打在荧光屏上．已知加速电压为U 1，偏转电压为U 2，两偏转极板间距为d ，板长为L ，偏转极板右端到荧光屏的距离为D ，不计重力，求：(1)电子飞出偏转电场时的偏转位移y ； (2)电子打在荧光屏上的偏转距离OP .答案：(1)U 2L 24dU 1 (2)U 2L4dU 1(L ＋2D )解析：设电子加速后速度为v 0，则eU 1＝12mv 20在偏转电场中水平方向：L ＝v 0t 竖直方向：y ＝12eU 2dmt 2联立解得y ＝U 2L 24dU 1.(2)由类平抛运动的推论可得y OP ＝12L L2＋D联立解得OP ＝y ＋2D L y ＝U 2L 24dU 1＋U 2LD 2dU 1＝U 2L4dU 1(L ＋2D )．[能力提升]7．(2018·河北张家口模拟)如图所示，P 、Q 为平行板电容器，两极板竖直放置，在两板间用绝缘线悬挂一带电小球．将该电容器与电源连接，闭合开关后，悬线与竖直方向夹角为α，则()A ．保持开关闭合，缩小P 、Q 两板间的距离，角度α会减小B ．保持开关闭合，加大P 、Q 两板间的距离，角度α会增大C ．断开开关，加大P 、Q 两板间的距离，角度α会增大D ．断开开关，缩小P 、Q 两板间的距离，角度α不变化答案：D 解析：保持开关闭合，电容器两端的电压不变，减小两板间距离，根据E ＝Ud，电场强度增大，角度α增大，A 错误；增大两板间距离，场强减小，角度α减小，B 错误；将开关断开，Q 不变，则有E ＝U d ＝Q Cd＝Q εr S4πkd·d ＝4πkQεr S，改变距离d ，场强不变，角度α不变，C 错误，D 正确．8．如图所示，在空间中有平行于xOy 平面的匀强电场，一群带正电粒子(电荷量为e ，重力不计，不计粒子间相互作用)从P 点出发，可以到达以原点O 为圆心、R ＝25 cm 为半径的圆上的任意位置，比较圆上这些位置，发现粒子到达圆与x 轴正半轴的交点A 时，动能增加量最大，为60 eV ，已知∠OAP ＝30°.则下列说法正确的是( )A ．该匀强电场的方向沿x 轴负方向B ．匀强电场的电场强度是240 V/mC ．过A 点的电场线与x 轴垂直D ．P 、A 两点间的电势差为60 V答案：D 解析：到A 点时，动能增加量最大，说明等势面在A 点与圆相切(否则一定还可以在圆上找到比A 点电势低的点，粒子到达这点，动能增加量比到达A 点时动能增加量大)，即等势面与y 轴平行，电场力做正功，所以电场沿x 轴正方向，P 、A 两点间的电势差U PA ＝W e＝60 V ，由匀强电场中电场强度与电势差的关系可得E ＝U PA2R cos 30°cos 30°＝160 V/m ，故D 正确，A 、B 、C 错误．9．(多选)两个相同的电容器A 和B 如图所示连接，它们的极板均水平放置，当它们都带有一定电荷并处于静电平衡时，电容器A 中的一带电粒子恰好静止，现在电容器B 的两极板间插入一长度与板长相同的金属块，且两极板的间距d 不变，这时带电粒子的加速度大小为12g ，重力加速度的大小为g .则下列说法正确的是( )A ．带电粒子加速度方向向下B ．电容器A 的带电量增加为原来的2倍C ．金属块的厚度为23dD ．电容器B 两板间的电压保持不变答案：AC 解析：带电粒子静止，则有mg ＝qU d ，得U ＝mgdq①，当在电容器B 的两极板间插入一长度与板长相同的金属块时，板间距减小，则由C ＝εr S4πkd 可知，电容器B 的电容C 增大，而两个电容器的总电量不变，电压相等，则知电容器B 两端的带电量增大，电容器A 两端的电量减小，则由C ＝Q U知电容器A 板间电压减小，场强减小，粒子所受的电场力减小，所以粒子向下加速运动，故A 项正确；带电粒子向下加速运动，根据牛顿第二定律得mg －qU ′d ＝m g 2②，由①②解得U ′＝12mgd q ，则板间电压变为原来的12，根据电容的定义式C ＝QU，可知电容器A 的带电量变为原来的12，则电容器B 的带电量变为原来的32倍，由电容的定义式C ＝QU ，可知电容器B 的电容变为原来的3倍，则电容器B 的板间距减小到原来的13，故金属块的厚度为23d ，C 项正确，B 、D 项错误．10．如图所示，矩形区域ABCD 内存在竖直向下的匀强电场，两个带正电的粒子a 和b 以相同的水平速度射入电场，粒子a 由顶点A 射入，从BC 的中点P 射出，粒子b 由AB 的中点O 射入，从顶点C 射出．若不计重力，则a 和b 的比荷之比是()A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶8D ．8∶1答案：D 解析：如图所示，设AB 长为2h ，BC 长为2l ，对a 粒子有2h ＝12a a t 2a ＝q a E 2m a t 2a ，l ＝v 0t a ，解得2h ＝q a E 2m a ⎝ ⎛⎭⎪⎫l v 02，对b 粒子有h ＝12a b t 2b ＝q b E 2m b t 2b ，2l ＝v 0t b ，解得h ＝q b E 2m b ⎝ ⎛⎭⎪⎫2l v 02，可得q am a q b m b＝81，D 正确．11．如图甲所示，质量为m 、电荷量为e 的电子经加速电压U 1加速后，在水平方向沿O 1O 2垂直进入偏转电场．已知形成偏转电场的平行板电容器的极板长为L (不考虑电场边缘效应)，两极板间距为d ，O 1O 2为两极板的中线，P 是足够大的荧光屏，且屏与极板右边缘的距离也为L .甲乙(1)求电子进入偏转电场时的速度大小v ；(2)若偏转电场两板间加恒定电压，电子经过偏转电场后正好打中屏上的A 点，A 点与极板M 在同一水平线上，求偏转电场所加电压U 2；(3)若偏转电场两板间的电压按如图乙所示做周期性变化，要使电子经加速电场后在t ＝0时刻进入偏转电场，最后水平击中A 点，求偏转电场电压U 0以及周期T 分别应该满足的条件．答案：见解析 解析：(1)电子经加速电场加速eU 1＝12mv 2解得v ＝2eU 1m.(2)由题意知，电子经偏转电场偏转后做匀速直线运动到达A 点，设电子离开偏转电场时的偏转角为θ，由几何关系得d 2＝⎝⎛⎭⎪⎫L ＋12L tan θ解得tan θ＝d3L又tan θ＝v y v ＝eU 2md ·L v v ＝eU 2L mdv 2＝U 2L2U 1d解得U 2＝2U 1d23L2.(3)要使电子在水平方向击中A 点，电子必向上极板偏转，且v y ＝0，则电子应在t ＝0时刻进入偏转电场，且电子在偏转电场中运动的时间为整数个周期，因为电子水平射出，则电子在偏转电场中的运动时间满足t ＝Lv ＝nT T ＝L nv＝L n2eU 1m＝L n m2eU 1(n ＝1,2,3，…) 在竖直方向满足d2＝2n ×12a ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22＝2n ×12·eU 0md ⎝ ⎛⎭⎪⎫T 22解得U 0＝4nU 1d2L2(n ＝1,2,3，…)．。
人教高考物理一轮选习练题(7)及答案
2019人教版高考物理一轮选习练题（7）及答案一、选择题1、汽车在高速公路上超速是非常危险的，为防止汽车超速，高速公路都装有测汽车速度的装置。
如图甲所示为超声波测速仪测汽车速度的示意图，测速仪A可发出并接收超声波信号，根据发出和接收到的信号可以推测出被测汽车的速度。
如图乙所示是以测速仪所在位置为参考点，测速仪连续发出的两个超声波信号的x（位移）—t（时间）图象，则A. 汽车离测速仪越来越近B. 在测速仪发出两个超声波信号的时间间隔内，汽车通过的位移为C. 汽车在时间内的平均速度为D. 超声波信号的速度是【来源】【全国百强校】广西壮族自治区南宁市第三中学2019届高三第二次模拟考试理科综合物理试题【答案】 C链接---(2019·江西南昌调研)如图(甲)所示,光滑平行金属导轨MN,PQ所在平面与水平面成θ角,M,P之间接一阻值为R的定值电阻,阻值为r的金属棒bc垂直导轨放置,其他电阻不计.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上.t=0时对棒施加一平行于导轨向上的外力F,棒由静止开始沿导轨向上运动,通过R的感应电荷量q随t2的变化关系如图(乙)所示.下列关于金属棒bc的加速度a、通过棒的电流I、金属棒受到的外力F、穿过回路cbPM 的磁通量Φ随时间t变化的图像中不正确的是( D )解析:由题意可得q=It=t=t2,结合图(乙)可知金属棒的加速度a恒定,选项A,B正确;由牛顿第二定律可得F-mgsin θ-BIl=ma,故有F=at+m(gsin θ+a),选项C正确;由Φ=Bl(x+at2),可知选项D错误.2、如图所示，ABC为竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平，AB为固定在A、B两点间的直金属棒，在直棒和圆环的BC部分上分别套着小环M、N(棒和半圆环均光滑)，现让半圆环绕竖直对称轴以角速度ω1做匀速转动，小球M、N在图示位置．如果半圆环的角速度变为ω2，ω2比ω1稍微小一些．关于小环M、N的位置变化，下列说法正确的是()A．小环M将到达B点，小环N将向B点靠近稍许B．小环M将到达B点，小环N的位置保持不变C．小环M将向B点靠近稍许，小环N将向B点靠近稍许D．小环M向B点靠近稍许，小环N的位置保持不变解析：选A.M环做匀速圆周运动，则mgtan 45°＝mω2r，小环M的合力大小为定值，如果角速度变小，其将一直下滑，直到B点，N环做匀速圆周运动，设＝ω2cos θ，如其与ABC环圆心连线夹角为θ，则mgtan θ＝mω2r，r＝Rsin θ，Rr果角速度变小，则cos θ变大，θ变小，小环N将向B点靠近稍许，因此A正确．3、（2019山东省师大附中高三第三次模拟）如图所示，一斜面固定在地面上，木块m和M 叠放在一起沿斜面向下运动，它们始终相对静止，m、M间的动摩擦因数为μ1，M、斜面间的动摩擦因数为μ2，则()A. 若m、M一起匀加速运动，可能有μ1＝0，μ2＝0B. 若m、M一起匀速运动，一定有μ1＝0，μ2≠0C. 若m、M一起匀加速运动，一定有μ1≠0，μ2＝0D. 若m、M一起匀速运动，可能有μ1≠0，μ2≠0【答案】D4、(2019·河北石家庄二模)质量为m的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其v-t图象如图所示(竖直向上为正方向，DE段为直线)，已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是()A．t0～t2时间内，合力对小球先做正功后做负功B．0～t3时间内，小球的平均速度一定为v3 2C．t3～t4时间内，拉力做的功为m v3＋v42[(v4－v3)＋g(t4－t3)]D．t3～t4时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动解析：选C.v-t图象中图线的斜率表示加速度，速度在时间轴之上表明速度一直为正，从图象可以看出小球先向上做加速度越来越大的加速运动，再做加速度越来越小的加速运动，然后做加速度越来越大的减速运动，最后做匀减速运动，运动方向一直向上，D错．图中t0～t2时间内小球做加速运动，故合力对小球一直做正功，A错．v-t图象中图线与t轴所围面积表示位移，而平均速度v＝xt，结合图象中的“面积”可知0～t3时间内，小球的平均速度大于v32，B错．t3～t4时间内由动能定理得W－mgh＝12mv 24－12mv23，又h＝v3＋v42(t4－t3)，解得W＝m v3＋v42[(v4－v3)＋g(t4－t3)]，C对．5、在一大雾天，一辆小汽车以30 m/s的速度行驶在高速公路上，突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵。
高考物理一轮复习 精选题辑 课练7 实验 探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系-人教版高三全册物理试题
课练7 实验探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系验证力的平行四边形定如此1.如下是某小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系〞实验中准备完成的实验步骤．请你帮该小组按操作的先后顺序用字母排列出来：________.A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，作出F—x 图线．B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0.C．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D．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刻度尺．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．F．解释函数表达式中常数的物理意义．答案：DBCAEF解析：第一步，安装实验装置，为D；第二步，记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0，以便计算弹簧的伸长量，为B；第三步，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，为C；第四步，画出图象，为A；第五步，写出关系式，为E；最后，解释函数表达式中常数的物理意义，为F.所以步骤为DBCAEF.2．某同学利用如图a所示装置做探究弹簧弹力大小和其长度的关系的实验．(1)他通过实验得到如图b所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线．由此图线可得该弹簧的原长x0＝________cm，劲度系数k＝________N/m.(2)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤，当弹簧秤上的示数如图c所示时，该弹簧的长度x＝________cm.答案：(1)4 25 (2)16解析：(1)如果以弹簧长度x为横坐标，弹力大小F为纵坐标，作出F－x图象，那么图象与横轴的截距表示弹簧的原长，图线的斜率表示弹簧的劲度系数，所以根据图象可知，该弹簧的原长x 0＝4 cm ，劲度系数k ＝ΔF Δx＝25 N/m ；(2)弹簧秤的读数表示弹力的大小，即F ＝3.0 N ，所以该弹簧的长度x ＝x 0＋F k＝16 cm.3．某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系〞实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L 0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L ，把L －L 0作为弹簧的伸长量x ，钩码重力作为弹力F .这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是如下图象中的( )答案：C解析：考虑弹簧自身重力的影响，当不挂钩码时，弹簧的伸长量x ≠0，应当选C.4．在“探究弹力和弹簧伸长的关系〞实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端，进展测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G 与弹簧总长L 的关系图象，如下列图．根据图象回答以下问题．(1)弹簧的原长为________．(2)弹簧的劲度系数为________．(3)分析图象，总结出弹簧弹力F 与弹簧总长L 之间的关系式为________．答案：(1)10 cm (2)1 000 N/m(3)F ＝1 000(L －0.10) (N)(L 的单位为m)解析：钩码的重力等于其对弹簧的拉力，又根据胡克定律F ＝kx ＝k (L －L 0)，图线在横轴上的截距表示弹簧的原长，斜率表示弹簧的劲度系数，故L 0＝10 cm ，k ＝4014－10×10－2 N/m ＝1 000 N/m ，即F ＝1 000(L －0.10) (N)(L 的单位为m)5．在“探究求合力的方法〞的实验中，(1)本实验采用的科学方法是 ( )A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法 D．建立物理模型法(2)其中的两个步骤是：①在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两个弹簧测力计的读数F1和F2.②只用一个弹簧测力计通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧测力计拉时伸长量一样，记下此时弹簧测力计的读数F和细线的方向．以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏之处：在①中是________________________________________________________________________；在②中是________________________________________________________________________．(3)在做“互成角度的两个力的合力〞的实验中，用M、N两个弹簧测力计拉橡皮条的结点使其位于O处，此时α＋β＝90°，如下列图；然后保持M的读数不变，当α角由图中所示的值减小时，要使结点仍在O处，可采用的方法是( )A．增大N的读数，减小β角B．减小N的读数，减小β角C．减小N的读数，增大β角D．增大N的读数，增大β角答案：(1)B (2)①没有记录两个弹簧测力计(或者力、细线)的方向②没有将结点再次拉至O点(3)B解析：(1)在“探究求合力的方法〞的实验中，所用的科学方法是等效替代法，选项B正确．(2)①中只记录了弹簧测力计示数的大小，没有标出弹簧测力计的方向；②中只用一个力拉时，应该让它与两个力拉时的效果一样，即忘记了将结点再次拉至O点．(3)根据题意，要使结点仍在O处，说明合力仍是不变的，M的大小不变，夹角α减小，由图可知，只能减小N的读数，减小β角的大小，选项B正确．6．(1)如图甲为“探究求合力的方法〞的实验装置．小张同学在实验中用a、b两弹簧测力计拉橡皮条，如图甲所示．他在实验操作中除了所用细绳套太短外，至少还有一处错误，请你帮他找出错误之处为______________________．(写出一条即可)(2)小张同学修正错误后，重新进展了测量，在测量时，左、右两只弹簧测力计的读数如图乙所示，如此左弹簧测力计的读数是________N，右弹簧测力计的读数是________N．假设两根细线的夹角为90°，请你帮他在所给的方格纸(如图丙)上按作图法的要求画出这两个力与它们的合力．(3)小张同学实验后发现用一个弹簧测力计也能完成这个实验，请问他这个想法是否可行？________(填“是〞或“否〞)．答案：(1)a弹簧测力计所用拉力太大，或b弹簧测力计拉力方向与细绳方向不一致(2)2.74 3.28 如图解析所示(3)是解析：(1)在该实验中，要正确测量弹力的大小和方向，同时作的平行四边形要大小适中，不能太小，以免增大误差，该同学在实验中的操作错误或不妥之处有：b弹簧测力计拉力方向与细绳方向不一致；a弹簧测力计的拉力太大，用一只弹簧测力计再次实验时可能会超量程．(2)左弹簧测力计的读数是2.74 N，右弹簧测力计的读数是3.28 N．合力的图示如下列图．(3)用一个弹簧测力计也能完成这个实验是可行的，两个分力先后两次测，用弹簧测力计拉其中一个细绳套时，用手拉另一个细绳套，保持结点位置不动，交换测量．7．某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋来验证力的平行四边形定如此，设计了如下实验：(1)将橡皮筋的两端分别与两条细线相连，测出橡皮筋的原长；(2)将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上M点，在橡皮筋的中点O再用细线系重物，自然下垂，如图甲所示；(3)将橡皮筋另一端细线固定在竖直板上的N点，如图乙所示．为完成实验，下述操作中必需的是( )A．橡皮筋两端连接的细线长度必须一样B．要测量图甲中橡皮筋Oa的长度和图乙中橡皮筋Oa、Ob的长度C．M、N两点必须在同一高度处D．要记录图甲中O点的位置与过O点的竖直方向E．要记录图乙中结点O的位置，过结点O的竖直方向与橡皮筋Oa、Ob的方向答案：BE解析：橡皮筋两端连接的细线长度不用必须一样，M、N两点可以不在同一高度处，不需要记录图甲中O点的位置与过O点的竖直方向．由于已经测出橡皮筋的原长，只需要测量图甲中橡皮筋Oa的长度和图乙中橡皮筋Oa、Ob的长度，需要记录图乙中结点O的位置，过结点O的竖直方向与橡皮筋Oa、Ob的方向．操作中必需的是B、E.8．某同学利用弹簧测力计和刻度尺来探究一条橡皮筋弹力和伸长量之间的关系，实验时使用了一条拉伸后粗细会明显变化的橡皮筋 .(1)图甲中弹簧测力计的示数为________N；(2)该同学将实验数据画在坐标纸上，如图乙所示，根据实验结果，如下说法正确的答案是 ( )A ．数据点根本分布在一条直线上，说明橡皮筋的弹力与形变量的关系遵循胡克定律B ．该橡皮筋形变量越大，越容易拉伸C ．橡皮筋的弹力与伸长量的比值变化可能是由橡皮筋横截面大小(粗细)变化引起的D ．橡皮筋的弹力与伸长量的比值变化肯定是该同学的实验操作不规范引起的答案：(1)1.30 (2)BC解析：(1)弹簧测力计的分度值是0.05 N ，指针示数为1.30 N.(2)根据图象可知图线不是严格的直线，图线发生了弯曲，这种情况可能是橡皮筋粗细不均匀造成的，A 、D 错误，C 正确；橡皮筋形变量越大，弹力越大，但是ΔF Δx的值越小，B 正确．9.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P 0、P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6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，P 0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x 0；挂有质量为0.100 kg 的砝码时，各指针的位置记为x .测量结果与局部计算结果如下表所示(n 为弹簧的圈数，重力加速度g 取9.80 m/s 2)．实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88 cm.(1)将表中数据补充完整：①________，②________.P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 x 0(cm)2.04 4.06 6.06 8.05 10.03 12.01 x (cm)2.64 5.26 7.81 10.30 12.93 15.41 n10 20 30 40 50 60 k (N/m)163 ① 56.0 43.6 33.8 28.8 1k (m/N) 0.006 1 ② 0.017 9 0.022 9 0.029 6 0.034 7(2)以n 为横坐标，1k 为纵坐标，在图(b)给出的坐标系上画出1k—n 图象．(3)图(b)中画出的直线可近似认为通过原点．假设从实验中所用的弹簧截取圈数为n 的一段弹簧，如此弹簧的劲度系数k 与其圈数n 的关系的表达式为k ＝________N/m.答案：(1)①81.7 ②0.012 2 (2)见解析(3)1.75×103n (在1.67×103n ～1.83×103n之间均可) 解析：(1)根据P 2的示数可知，P 2局部的原长为4.06 cm ，拉伸后的长度为5.26 cm ，根据胡克定律可得，k ＝F Δx ＝0.100×9.85.26－4.06×10－2＝81.7(N/m)，倒数为181.7＝0.012 2(N/m)． (2)根据表中的数据画出图象，如下列图．(3)由图线可得其斜率为0.034 7－0.006 160－10＝0.000 572，故直线满足1k＝0.000 572n ，即k ＝1.75×103nN/m.刷题加餐练刷高考真题——找规律1．(2017·新课标全国卷Ⅲ)某探究小组做“验证力的平行四边形定如此〞实验，将画有坐标轴(横轴为x轴，纵轴为y轴，最小刻度表示1 mm)的纸贴在水平桌面上，如图(a)所示．将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示局部之外)，另一端P位于y轴上的A点时，橡皮筋处于原长．(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O，此时拉力F的大小可由测力计读出．测力计的示数如图(b)所示，F的大小为________N.(2)撤去(1)中的拉力，橡皮筋P端回到A点；现使用两个测力计同时拉橡皮筋，再次将P端拉至O点．此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向，由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1＝4.2 N和F2＝5.6 N.(ⅰ)用5 mm长度的线段表示1 N的力，以O为作用点，在图(a)中画出力F1、F2的图示，然后按平行四边形定如此画出它们的合力F合；图(a)图(b)(ⅱ)F合的大小为________N，F合与拉力F的夹角的正切值为________．假设F合与拉力F的大小与方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内，如此该实验验证了力的平行四边形定如此．答案：(1)4.0 (2)图见解析 4.0 0.05解析：(1)由题图可知，F的大小为4.0 N；(2)(ⅰ)根据题意画出F1、F2的图示，如下列图，F1用长为21 mm的线段表示，F2用长为28 mm的线段表示；(ⅱ)根据图示，测得合力F合的长度为20 mm，如此F合的大小为4.0 N，利用作图法可得，F合与F夹角的正切值为0.05.2．(2016·浙江卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系〞的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如如下图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法〞实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：(1)假设弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是__________ N(图2中所示)，如此弹簧秤b的读数可能为__________ N.(2)假设弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，如此弹簧秤a的读数__________、弹簧秤b的读数__________(填“变大〞、“变小〞或“不变〞)．答案：(1)3.00～3.02 3.9～4.1(有效数字不作要求)(2)变大变大解析：(1)根据胡克定律，弹簧OC伸长1.00 cm时弹簧的弹力F c＝kΔx＝500×1.00×10－2 N ＝5.00 N；由图2可知弹簧秤a的读数F a＝3.00 N，根据勾股定理，F2a＋F2b＝F2c，解得F b＝4.00 N.(2)改变弹簧秤b与OC的夹角时，由于保持弹簧伸长1.00 cm不变，因而F a与F b的合力F保持不变，根据平行四边形定如此，F a、F b合成的平行四边形如下列图(▱OAC′B)，当弹簧秤b与OC的夹角变小时，其力的合成的平行四边形为▱OA′C′B′，由图可知a、b 两弹簧秤的示数都将变大．3．(2015·福建卷)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞的实验．(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.73 cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度，此时弹簧的伸长量Δl为________ cm.(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，如下选项中规范的做法是________．(填选项前的字母)A．逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重B．随意增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量Δl与弹力F的关系图线，图线的AB段明显偏离直线OA，造成这种现象的主要原因是________________________．答案：(1)6.93 (2)A (3)超过弹簧的弹性限度解析：(1)Δl＝14.66 cm－7.73 cm＝6.93 cm.(2)应逐一增挂钩码，不能随意增减，A项正确．(3)弹簧下端钩码对弹簧的拉力过大，使弹簧形变量超过了弹簧的弹性限度，弹簧的伸长量不再是线性变化．4．(2015·四川卷)某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系时，安装好实验装置，让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐，在弹簧下端挂1个钩码，静止时弹簧长度为l1，如图甲所示，图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图，示数l1＝________cm.在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个一样钩码，静止时弹簧长度分别是l2、l3、l4、l5.每个钩码质量是50 g，挂2个钩码时，弹簧弹力F2＝________N(当地重力加速度g＝9.8 m/s2)．要得到弹簧伸长量x，还需要测量的是________．作出F—x曲线，得到弹力与弹簧伸长量的关系．答案：25.85 0.98 弹簧原长解析：刻度尺的最小分度值是1 mm，读数要估读到0.1 mm，所以读数是25.85 cm.两个钩码的重力G2＝2mg＝2×50×0.001×9.8 N＝0.98 N，所以弹簧弹力F2＝0.98 N．弹簧的伸长量＝弹簧长度－弹簧的原长，所以需要测量不挂钩码时弹簧的长度，即需要测量弹簧的原长．刷仿真模拟——明趋向5．(2018·海淀区模拟)某同学在做“验证力的平行四边形定如此〞的实验时，实验情况如下列图，在平整的木板上钉上一张白纸，用图钉将橡皮条的一端固定在A点，OB和OC 为细绳，O点为橡皮条与细绳的结点．用两个弹簧测力计分别拉细绳DB和OC，使橡皮条伸长一定的长度，并记下橡皮条与细绳的结点被拉至的位置；再用一个弹簧测力计拉橡皮条，使橡皮条与细绳的结点被拉至同一位置．如下因素对实验结果的准确性没有影响的是( ) A．OB绳和OC绳之间夹角的大小B．OB绳和OC绳与木板平面是否平行C．两个弹簧测力计拉力的大小D．弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况答案：D解析：OB绳和OC绳之间夹角大小要适当，太大或者太小对实验结果的准确性都有影响，选项A错误；OB绳和OC绳与木板平面必须平行，否如此会造成实验误差，对实验结果的准确性有影响，选项B错误，两个弹簧测力计拉力的大小要适当，否如此会造成实验误差，对实验结果的准确性有影响，选项C错误；弹簧测力计外壳与木板之间的摩擦情况，对弹簧测力计的读数无影响，故对实验结果的准确性没有影响，选项D正确．6．(2018·河南洛阳一模)某物理兴趣小组在“验证平行四边形定如此〞的实验中，找到两条劲度系数一样的橡皮筋(遵循胡克定律)和假设干小重物，以与刻度尺、三角板、铅笔、白纸、钉子，设计了如下列图实验，将两条橡皮筋的一端用细绳连接于结点O，两条橡皮筋的另一端分别挂在墙上的钉子A与重物C上，同时用一条细绳一端与结点O相连，另一端用钉子B固定在墙上．(1)为完成该实验，下述操作中不必要的是________________________________________________________________________．A．记录细绳OB的位置B．测量每条橡皮筋的伸长量C．记录悬挂重物后结点O的位置D．测量细绳OB的长度(2)为了减小实验误差，以下采取的措施必要的是________．A．两橡皮筋必须等长，粗细一样B．每条橡皮筋的伸长量应尽可能大C．细绳、橡皮筋都应与竖直墙面平行D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳或橡皮筋方向的两点要适当远些答案：(1)D (2)CD解析：(1)实验时要记录细绳OB的位置，从而记录力的方向，选项A有必要；测量每条橡皮筋的伸长量，从而计算力的大小，选项B有必要；记录悬挂重物后结点O的位置，选项C有必要；没必要测量细绳OB的长度，选项D没必要，应当选D.(2)两橡皮筋等长、粗细一样，对减小实验误差没有作用，故A错误；每条橡皮筋的伸长量不能太大，也不能太小，故B错误；测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验误差，操作中要求细绳和橡皮筋都应与竖直墙面平行，故C正确；为了更加准确地记录力的方向，标记同一细绳或橡皮筋方向的两点要适当远些，故D正确．7．(2018·山西太原质检)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系〞的实验中，所用实验装置如图甲所示，所用钩码质量均为30 g．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在表中．实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g＝10 m/s2.(1)根据实验数据在图乙所示的坐标系中作出弹簧所受弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线.钩码质量/g 0306090120150弹簧总长度/cm 6.007.008.009.0010.0011.00(2)该弹簧的自然长度为________cm ；劲度系数k ＝________N/m.(3)假设该弹簧所能承受的最大拉力(超过此值就不是弹性形变)为10.2 N ，如此弹簧的最大长度为L m ＝________cm.(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 答案：(1)如下列图(2)6 30 (3)40 (4)弹簧被压缩1 cm 时的弹力为0.3 N解析：(2)作出的F －L 图线与横轴的交点表示弹簧所受弹力F ＝0时弹簧的长度，即弹簧的自然长度，由图知为6 cm ；图线的斜率即为弹簧的劲度系数k ＝ΔF Δx＝30 N/m.(3)由图象可以得出图线的数学表达式为F ＝30L －1.8(N)，所以当弹簧弹力为10.2 N 时弹簧长度最大，即L m ＝0.4 m ＝40 cm.(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm 时的弹力，此时弹簧被压缩了1 cm ，即表示弹簧被压缩1 cm 时的弹力为0.3 N.刷最新原创——抓重点8．某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度h ＝0.25 m 、开口向右的小筒中，如图甲所示．(弹簧的原长经筒短些)，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l ，现要测出弹簧的原长l 0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l 并记下弹力F ，作出F －l 图线如图乙所示．(1)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂放置相比拟，优点在于：________________________________________________________________________.(2)弹簧的劲度系数为________ N/m.(3)弹簧的原长l 0＝________m.答案：(1)防止弹簧自身重力对实验的影响 (2)100(3)0.15解析：(2)根据题图乙结合数学知识可知，在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比．设弹簧的原长为l 0，如此根据胡克定律有F ＝k (h －l 0＋l )＝kl ＋k (h －l 0)，由此可知，图象的斜率大小表示劲度系数，故k ＝100 N/m.(3)当l ＝0时，F ＝10 N ，代入数据可解得l 0＝0.15 m.9．某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数(遵循胡克定律且实验中弹力始终未超过弹性限度)，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，原长为L 0的橡皮筋的上端固定在O 点，下端挂一重物．用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小)作用于N 点，静止时记录下N 点的位置a ，请回答：(1)假设拉力传感器显示的拉力大小为F ，用刻度尺测量橡皮筋ON 的长为L 与N 点与O 点的水平距离为x ，如此橡皮筋的劲度系数为________(用所测物理量表示)．(2)假设换用另一根原长一样的橡皮筋，重复上述过程，记录静止时N 点的位置b ，发现O 、a 、b 三点刚好在同一直线上，其位置如图乙所示，如此如下说法中正确的答案是________．A ．第二次拉力传感器显示的拉力示数较大B ．两次拉力传感器显示的拉力示数一样C ．第二次所用的橡皮筋的劲度系数小D ．第二次所用的橡皮筋的劲度系数大答案：(1)FL x L －L 0(2)BC解析：(1)令橡皮筋与竖直方向夹角为θ，重物重力为G ，结点N 在竖直拉力(重物重力G )、橡皮筋拉力T 和水平拉力F 作用下处于平衡状态，满足图示关系，如此sin θ＝F T，而sin θ＝xL ，T ＝k (L －L 0)，联立得k ＝FL x L －L 0.(2)由受力图知 F ＝G tan θ，两次中G 、θ均一样，所以两次拉力传感器显示的拉力示数一样，A 错，B 对；同理，两次橡皮筋的拉力也一样，而橡皮筋的原长一样，第二次的伸长量长，由胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小，C 对，D 错．10．如下列图，某实验小组同学利用DIS 实验装置研究支架上力的分解．A 、B 为两个一样的双向力传感器，该类型传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．B 固定不动并通过光滑铰链连接一直杆，A 可沿固定的圆弧形轨道(圆心在O 点)移动，A 连接一不可伸长的轻绳，轻绳另一端系在杆右端O 点构成支架，实验时始终保持杆在水平方向，取重力加速度大小g ＝10 m/s 2，计算结果保存一位有效数字．操作步骤如下：①测量轻绳与水平杆的夹角θ；②对两个传感器进展调零； ③用另一根轻绳在O 点悬挂一钩码，记录两个传感器的读数；④取下钩码，移动A ，改变θ角；⑤重复上述实验步骤，得到的数据记录在表格中.F 1/N2.001 1.155 … 1.156 2.002 F 2/N－1.733 －0.578 … 0.579 1.734 θ 30° 60° … 120° 150°(1)根据表格数据可得，A 对应的是表中力________(选填“F 1〞或“F 2〞)，钩码质量为________kg.挂上钩码后，A 沿固定轨道移动过程中轻绳AO 拉力的最小值为________N.(2)每次改变θ角后都要对传感器进展调零，此操作目的是________．A ．因为事先忘记调零B ．何时调零对实验结果没有影响C ．可以完全消除实验的误差D ．消除直杆自身重力对结果的影响答案：(1)F 1 0.1 1 (2)D解析：(1)由表格数据可知，F 1都是正值，传感器受到的都是拉力，因绳子只能提供拉力，故A 对应的是表中力F 1.当θ＝30°时，对点O 受力分析有F 1sin30°＝mg ，解得m ＝0.1kg，当AO方向竖直时，拉力最小，如此最小值为F＝mg＝1 N．(2)本实验中屡次对传感器进展调零，是为了消除直杆自身重力对结果的影响，故D正确．。
2022届高考物理一轮复习 专题7 碰撞与动量守恒(含解析)新人教版
专题七碰撞与动量守恒考点1 动量、冲量、动量定理1.如果没有空气阻力,天上的云变成雨之后落到地面,在经过一路的加速后,到达地面时的速度会达到300 m/s,这样的速度基本相当于子弹速度的一半,是非常可怕的.由于空气阻力的作用,雨滴经过变加速运动,最终做匀速运动,一般而言,暴雨级别的雨滴落地时的速度为8~9 m/s.某次下暴雨时李明同学恰巧撑着半径为0.5 m的雨伞(假设伞面水平,雨水的平均密度为0.5 kg/m3),由于下雨使李明增加撑雨伞的力最小约为()A.0.25 NB.2.5 NC.25 ND.250 N2.如图所示为某飞船与空间站对接时的示意图.已知空间站的质量为9.8×104 kg,飞船受到推进器的推力F为500 N,飞船与空间站对接后,推进器工作20 s,飞船和空间站的速度增加0.1 m/s,则()A.对接前后,飞船和空间站的动量守恒B.推进过程中,飞船对空间站的冲量与空间站对飞船的冲量相同C.飞船的质量为1.0×103 kgD.推进过程中,飞船对空间站的推力为490 N3.有一宇宙飞船,它的正面有效面积S=2 m2,以v=3×103 m/s的相对速度飞入一宇宙微粒区.此微粒区1 m3空间中有一个微粒,每一个微粒的平均质量为m=2×10-7 kg,设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上,要使飞船速度不变,飞船的牵引力应增加() A.3.6×103 N B.3.6 N C.1.2×103 N D.1.2 N4.[多选]第二届进博会于2019年11月在上海举办,会上展出了一种乒乓球陪练机器人,该机器人能够根据发球人的身体动作和来球信息,及时调整球拍将球击回,若机器人将乒乓球以原速率斜向上击回,球在空中运动一段时间后落到对方的台面上,忽略空气阻力和乒乓球的旋转,下列说法正确的是()A.击球过程合外力对乒乓球做功为零B.击球过程合外力对乒乓球的冲量为零C.在上升过程中,乒乓球处于失重状态D.在下落过程中,乒乓球处于超重状态5.有一种灌浆机可以持续将某种涂料以速度v喷在墙壁上,其喷射出的涂料产生的压强为p,若涂料打在墙壁上后便完全附着在墙壁上,涂料的密度为ρ,则墙壁上涂料厚度增加的速度u为()A.u=B.u=C.u=D.u=6.拍皮球是大家都喜欢的体育活动,能强身健体.已知皮球质量为m=0.4 kg,为保证皮球每次与地面碰撞后自然跳起的最大高度均为h=1.25 m,小明需每次在球到达最高点时拍球,每次拍球作用的距离为s=0.25 m,使球在离手时获得一个竖直向下、大小为4 m/s 的初速度v.若不计空气阻力及球的形变,g取10 m/s2,则每次拍球()A.手给球的冲量为1.6 kg· m/sB.手给球的冲量为2.0 kg· m/sC.人对球做的功为3.2 JD.人对球做的功为2.2 J7.如图所示,质量m=2 kg的木块静置在水平面上,受到一水平飞行的子弹打击,木块被子弹瞬间击穿后(击穿前后木块质量不变),在水平面上滑行了x=8 m距离后静止.已知木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g=10 m/s2.求:(1)木块被击穿后获得的速度大小;(2)子弹对木块的打击力冲量的大小.考点2 动量守恒定律1. A、B两小球在光滑水平面上发生正碰,小球A的质量为m1=0.2 kg,碰撞前、后两球位置与时间的关系如图所示,由此可以判断()A.小球B的质量为m2=0.6 kgB.小球B的质量为m2=0.2 kgC.碰后小球A和B运动方向相同D.碰前小球A做加速运动,小球B做匀速运动2.[多选]如图所示,光滑水平面上有一质量为2M、半径为R(R足够大)的圆弧曲面C,质量为M的小球B置于其底端,另一个小球A质量为,小球A以v0=6 m/s的速度向B运动,并与B发生弹性碰撞,不计一切摩擦,小球均视为质点,则()A.B的最大速率为4 m/sB.B运动到最高点时的速率为 m/sC.B能与A再次发生碰撞D.B不能与A再次发生碰撞3.[多选]质量为M、左右内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m的小物块(可视为质点),小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间,如图所示.现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的,不计空气阻力,则整个过程中,小物块与箱子组成的系统损失的动能为()A.mv2B.·v2C.NμmgLD.NμmgL4.如图所示,光滑水平面上停放一个木箱和小车,木箱质量为m,小车和人总质量为M,M:m=4:1,人以速率v沿水平方向将木箱推出,木箱被挡板以原速率反弹回来以后,人接住木箱再以同样大小的速率v第二次推出木箱,木箱又被原速反弹……,则人最多能推木箱的次数为 ()A.2B.3C.4D.15.如图所示,光滑半圆轨道竖直固定在光滑水平面上,直径MN竖直.刚开始时,小物块P 和Q静止,二者间有一被压缩后锁定的轻弹簧(与物块未拴接),弹簧锁定时的弹性势能为9 J.解除锁定(时间极短)后,P、Q将与弹簧分离.已知P、Q的质量均为0.25 kg,半圆轨道的半径R=0.4 m,重力加速度g取10 m/s2,不计一切阻力.(1)解除锁定后,求P、Q与弹簧分离时的速度大小;(2)判断Q能否通过半圆轨道的最高点,并说明理由.考点3 实验:验证动量守恒定律1.[6分]某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律.实验的主要步骤如下:①用游标卡尺测量小球A、B的直径d,如图乙所示,用天平测量小球A、B的质量分别为m1、m2;②用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度,且自然下垂时两球恰好相切,球心位于同一水平线上;③将球A向左拉起至其悬线与竖直方向的夹角为α时由静止释放,与球B碰撞后,测得球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ1,球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为θ2.(1)小球的直径d=cm.(2)若两球碰撞前后的动量守恒,则其表达式可表示为(用①、③中测量的量表示).(3)完成实验后,实验小组进一步探究.用质量相同的A、B两球重复实验步骤②、③,发现A球与B球碰撞后,A球静止,B球向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角略小于α,由此他们判断A、B两球的碰撞是(填“弹性碰撞”“非弹性碰撞”或“完全非弹性碰撞”).2.[7分]某同学用图甲所示装置通过M、N两弹性小球的碰撞来验证动量守恒定律,图甲中A是斜槽导轨,固定在水平桌面上,斜面BF顶端B点与斜槽导轨的水平末端平滑相接.实验时先使M球从斜槽上某一固定位置静止释放,落到斜面上的记录纸上留下痕迹,重复上述操作10次,得到M球的10个落点痕迹,如图乙所示,刻度尺贴近斜面且零刻度线与B点对齐.再把N球放在斜槽导轨水平末端,让M球仍从原位置静止释放,和N球碰撞后两球分别在斜面记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次.(不考虑小球对斜面的二次碰撞)(1)为了更精确地做好该实验,对两个碰撞小球的要求是M球的半径N球的半径,M球的质量N球的质量.(填“小于”“等于”或“大于”)(2)由图乙可得M球不与N球碰撞时在斜面上的平均落点位置到B点的距离为cm.(3)若已知斜面BF的倾角为θ,利用天平测出M球的质量m1,N球的质量m2,利用刻度尺测量平均落点位置C、D、E到B的距离分别为L C、L D、L E,,由上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是.(用所给物理量的字母表示)3.2019年9月,我国成功完成了76 km/h高速列车实车对撞试验,标志着我国高速列车安全技术达到了世界领先水平.某学习小组受此启发,设计了如下的碰撞实验,探究其中的能量损耗问题,实验装置如图甲所示.该小组准备了质量分别为0.20 kg、0.20 kg、0.40 kg的滑块A、B、C,滑块A右侧带有自动锁扣,左侧与穿过打点计时器(图中未画出)的纸带相连,滑块B、C左侧均带有自动锁扣,打点计时器所接电源的频率f=50 Hz.调整好实验装置后,在水平气垫导轨上放置A、B两个滑块,启动打点计时器,使滑块A以某一速度与静止的滑块B相碰并粘合在一起运动,纸带记录的数据如图乙所示;用滑块C替代滑块B,重复上述实验过程,纸带数据如图丙所示.(1)根据纸带记录的数据,滑块A与B碰撞过程中系统损失的动能为 J,滑块A 与C碰撞过程中系统损失的动能为 J.(计算结果均保留2位有效数字)(2)根据实验结果可知,被碰物体质量增大,系统损失的动能(填“增大”“减小”或“不变”).一、选择题(共9小题,54分)1.质量为m的篮球以水平速度大小v撞击竖直篮板后,以水平速度大小v'被弹回,已知v'<v,篮球与篮板撞击时间极短.下列说法正确的是 ()A.撞击时篮球受到的冲量大小为m(v'-v)B.撞击时篮板受到的冲量为零C.撞击过程中篮球和篮板组成的系统动量不守恒D.撞击过程中篮球和篮板组成的系统机械能守恒2.某研究小组的同学们用如图所示的装置做探究物体的加速度与力、质量的关系实验之后,对此实验又做了进一步的分析:在实验前通过垫块已经平衡了阻力,且砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量,若将小车(含车上砝码)和砂桶(含砂)当成一个系统,由静止释放小车后,下列说法正确的是()A.系统动量守恒,机械能守恒B.系统动量不守恒,机械能守恒C.系统动量守恒,机械能不守恒D.系统动量不守恒,机械能不守恒3.甲、乙两物体在同一直线上运动,它们在0~0.4 s时间内的v-t图像如图所示.若两物体仅存在相互作用,则下列说法正确的是()A.0~0.4 s时间内甲对乙的冲量大小大于乙对甲的冲量大小B.0~t1时间内甲、乙位移之比为1∶3C.甲、乙质量之比为3∶1D.t1=0.28 s4.某质量为3 kg的木块在喷泉作用下,静止在距某喷口上方1 m的位置,喷口的圆形内径约为2 cm,若喷出的水全部撞击木块且冲击后水的速度变为零,则驱动该喷口喷水的水泵功率最接近(不计空气阻力,π取3,重力加速度g取10 m/s2) ()A.100 WB.200 WC.300 WD.400 W5.“引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器,借助行星的引力来改变自己的速度.为了分析这个过程,可以提出以下两种模型:探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星,分别因相互作用改变了速度.如图甲、乙所示,以太阳为参考系,设行星运动的速度大小为u,探测器的初速度大小为v0,在图示的两种情况下,探测器在远离行星后速度大小分别为v1和v2.探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞,但是在行星的运动方向上,其运动规律可以与两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞规律类比.那么下列判断中正确的是()A.v1>v0B.v1=v0C.v2>v0D.v2=v06.如图所示,弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静置在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑,则()A.在以后的运动过程中,小球和槽的动量始终守恒B.在下滑过程中,小球和槽之间的相互作用力始终不做功C.被弹簧反弹后,小球和槽都做速率不变的直线运动D.被弹簧反弹后,小球和槽的机械能守恒,小球能回到槽高h处7.[多选]如图所示,光滑水平面上有质量均为m的A、B两个相同物块,物块A以速度v 向右运动,与静止不动、左端有一轻弹簧的物块B发生对心碰撞,碰撞后物块A与弹簧不粘连,在物块A与弹簧接触以后的过程中,下列说法正确的是()A.弹簧被压缩过程中两物块总动量小于mvB.弹簧被压缩到最短时两物块总动能为mv2C.弹簧恢复原长时,物块A的动量为零D.弹簧恢复原长时,物块B的动能为mv28.[多选]研究平抛运动的装置如图所示.图中PQ是圆弧轨道,轨道末端的切线水平,QEF 是斜劈的横截面,H是QE的中点,曲线QMNE是某次质量为m的小球做平抛运动的轨迹,M 在H的正上方,N在H的左侧且与H在同一水平线上.不计空气阻力,下列说法正确的是()A.小球在M点的速度方向与QE平行B.从Q到M与从M到N,小球重力做的功相等C.从Q到M与从M到N,小球的动量变化量之比为(+1)∶1D.从Q到M与从M到E,小球的速度变化量之比为1∶29.[多选]如图所示,小球A、B、C质量分别为2m、m、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.现让两轻杆并拢,以此时小球A在水平地面上的竖直投影为坐标原点,A由静止释放到下降到最低点的过程中,A、B、C在同一竖直平面内运动,忽略一切摩擦,重力加速度为g,则球A与地面接触时(小球直径远小于杆长)()A.球C速度大小为B.球B、C的动量之和为零C.球A落点在原点左侧D.A与地面接触时的速度大小为二、非选择题(共6小题,70分)10.[4分]某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验.光滑的水平平台上的A点放置一个光电门.实验步骤如下:A.在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片;B.用天平分别测得小滑块a(含挡光片)和小球b的质量为m1、m2;C.将a和b用细线连接,中间夹一被压缩了的水平轻短弹簧,静止放置在平台上;D.烧断细线后,a、b被弹开,向相反方向运动;E.记录滑块a离开弹簧后通过光电门时挡光片的遮光时间t;F.小球b离开弹簧后从平台边缘飞出,落在水平地面上的B点,测出平台距水平地面的高度h及B点与平台边缘重垂线之间的水平距离x0;G.改变弹簧压缩量,进行多次实验.(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度,如图乙所示,则挡光片的宽度为mm.(2)若在误差允许范围内,满足m1=,则a、b与弹簧作用过程中系统动量守恒.(用上述实验所涉及物理量的字母表示,重力加速度为g)11.[6分]在“验证动量守恒定律”的实验中,一般采用如图所示的装置.其中P点为碰前入射小球落点的平均位置,M点为碰后入射小球落点的平均位置,N点为碰后被碰小球落点的平均位置.(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球的质量为m2,半径为r2,则.A.m1>m2,r1>r2B.m1>m2,r1<r2C.m1>m2,r1=r2D.m1<m2,r1=r2(2)以下所提供的测量工具中需要的是.A.刻度尺B.游标卡尺C.天平D.弹簧测力计E.秒表(3)在做实验时,对实验要求,以下说法正确的是.A.斜槽轨道必须是光滑的B.斜槽轨道末端的切线是水平的C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下D.释放点应适当高点(4)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,用如图所示装置进行实验,则“验证动量守恒定律”的表达式为.(用装置图中的字母表示)12.如图所示,一个足够长的圆筒竖直固定,筒内有一质量为M的滑块锁定在距圆筒顶端h1=5 m处.现将一个直径小于圆筒内径、质量为m的小球, 从圆筒顶端沿圆筒中轴线由静止释放,小球与滑块刚要碰撞时解除滑块的锁定,小球与滑块发生弹性碰撞后最高能上升到距圆筒顶端h2=3.2 m处.不计空气阻力,已知滑块与圆筒间的滑动摩擦力为f=7.2 N,重力加速度g取10 m/s2.(1)求小球与滑块的质量之比.(2)若滑块质量为0.9 kg,求小球从与滑块第一次碰撞到与滑块第二次碰撞的时间间隔t.13.[2021湖北荆州中学月考,14分]两质量均为2m的劈A和B紧挨着放置,两劈内侧均为半径为R的圆形光滑曲面,放在光滑水平面上,如图所示.一质量为m的物块(可视为质点)从劈A的最高点由静止滑下,然后又滑上劈B.重力加速度为g.求:(1)物块第一次离开劈A时,劈A后退的距离;(2)物块在劈B上能够达到的最大高度.14.如图所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一光滑的圆弧槽C,与木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面齐平,B、C静止在水平面上.现有滑块A以初速度v0从右端滑上B,并以v0的速度滑离B,之后恰好能到达C的最高点.A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,求:(1)滑块A与木板B上表面间的动摩擦因数μ;(2)圆弧槽C的半径R;(3)当A滑离C时,C的速度.15.如图所示,一质量m=1 kg的滑块(可视为质点)从距斜面底端高度h0=8 m的位置由静止释放.已知斜面倾角θ=45°,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.6,滑块滑至斜面底端时与挡板相碰,碰撞过程中无机械能损失,重力加速度为g=10 m/s2.求:(1)滑块第一次碰撞挡板前的瞬时速度大小;(2)第一次碰撞过程中,挡板对滑块的冲量大小;(3)所有碰撞过程中,挡板对滑块总的冲量大小.答案专题七碰撞与动量守恒考点1 动量、冲量、动量定理1.C设t时间内,落到雨伞上雨水的质量为m,根据动量定理,有Ft=mv,又m=vtπr2ρ,所以F=v2πr2ρ,代入数据解得F=25 N,所以选项C正确.2.D对接过程中,飞船受到推进器的推力作用,飞船和空间站整体动量不守恒,选项A 错误;推进过程中,飞船对空间站的推力大小等于空间站对飞船的推力大小,但二力方向相反,故飞船对空间站的冲量与空间站对飞船的冲量不相同,选项B错误;设飞船的质量为m,飞船与空间站对接后,推进器工作20 s的过程中,有(9.8×104 kg+m)×0.1 m/s=500 N×20 s,可得m=2.0×103 kg,选项C错误;飞船与空间站对接后,推进器工作20 s,飞船和空间站的速度增加0.1 m/s,加速度为0.005 m/s2,则飞船对空间站的推力为9.8×104 kg×0.005 m/s2=490 N,选项D正确.3.B在t时间内与飞船碰撞并附着于飞船上的微粒总质量为M=vtSm,设飞船对微粒的作用力为F,由动量定理得Ft=Mv,联立解得F=v2Sm,代入数据得F=3.6 N,根据牛顿第三定律,可知微粒对飞船的作用力为3.6 N,要使飞船速度不变,根据平衡条件,可知飞船的牵引力应增加3.6 N,选项B正确.4.AC 球拍将乒乓球原速率击回,合外力对乒乓球的冲量不为零,可知乒乓球的动能不变,动量方向发生改变,合外力对乒乓球做功为零,A正确,B错误;在乒乓球的运动过程中,加速度方向向下,乒乓球处于失重状态,C正确,D错误.5B在涂料持续被喷向墙壁并不断附着在墙壁上的过程中,涂料小颗粒的速度从v变为0.以Δt时间内喷在面积为ΔS上的质量为Δm的涂料为研究对象,设墙壁对它的作用力为F,它对墙壁的作用力为F',涂料增加的厚度为h.由动量定理可知F·Δt=Δm·v,其中Δm=ρ·ΔSh,则墙壁受到的压强p===.又因涂料厚度增加的速度为u=,联立解得u=,选项B正确.6.D为使皮球在离手时获得一个竖直向下、大小为4 m/s的初速度v,根据动量定理可知,合外力要给皮球的冲量为I=mv=0.4×4 kg· m/s=1.6 kg· m/s,手给球的冲量与重力给球的冲量之和等于合外力的冲量,故手给球的冲量小于1.6 kg· m/s,选项A、B错误;设人对球做的功为W,由动能定理知,W+mgs=mv2,解得W=2.2 J,选项D正确,C错误.7.(1)8 m/s(2)16 kg·m/s解析:(1)木块被击穿后在水平面上运动,对木块有μmg=ma(2分)得木块做匀减速直线运动的加速度大小a=μg=4 m/s2(1分)由匀变速直线运动规律有v2=2ax(1分)得木块被击穿后获得的速度大小v=8 m/s(1分).(2)对木块被击穿的过程,由动量定理有I=mv-0(2分)得子弹对木块打击力的冲量的大小I=16 kg·m/s(1分).考点2 动量守恒定律1.A由题图可知,碰前小球A的速度为v1=2 m/s,碰前小球B的速度为零,碰后小球A 的速度为v'1=-1 m/s,碰后小球B的速度为v'2=1 m/s,对小球A、B碰撞的过程,由动量守恒定律得m1v1=m1v'1+m2v'2,代入数据解得m2=0.6 kg,A正确,B错误;由以上分析可知,碰后A被反弹,则两球的运动方向相反,C错误;碰前小球A匀速运动,小球B静止,D错误.2.AD A与B发生弹性碰撞,设碰撞后瞬间A、B的速度分别为v A、v B,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律和机械能守恒定律得v0=v A+Mv B,·=·+M,解得v A=-2 m/s,v B=4 m/s,故B的最大速率为4 m/s,选项A正确;B冲上C并运动到最高点时,B与C 共速,此过程由动量守恒定律有Mv B=(M+2M)v,解得B运动到最高点时的速率为v= m/s,选项B错误;B冲上C然后又滑下的过程,设B、C分离时速度分别为v'B、v'C,由水平方向动量守恒有Mv B=Mv'B+2Mv'C,由机械能守恒有M=Mv'+·2Mv',解得v'B=- m/s,由于|v'B|<|v A|,所以A、B不会再次发生碰撞,选项C错误,D正确.3.BD小物块与箱子作用过程中二者组成的系统满足动量守恒,小物块最后恰好又回到箱子正中间,二者相对静止,即二者共速,设速度为v1,则mv=(m+M)v1,系统损失动能ΔE k=mv2-(M+m)=·,A项错误,B项正确;由于碰撞为弹性碰撞,故碰撞时不损失能量,系统损失的动能等于系统产生的热量,即ΔE k=Q=NμmgL,C项错误,D项正确.4.B选木箱、人和小车组成的系统为研究对象,取向右为正方向,设第n(n为整数)次推出木箱后人与小车的速度为v n,第n次接住木箱后速度为v'n,由动量守恒定律第一次推出后有0=Mv1-mv,则v1=第一次接住后有Mv1+mv=(M+m)v'1第二次推出后有(M+m)v'1=Mv2-mv,则v2=第二次接住后有Mv2+mv=(M+m)v'2︙︙第n-1次接住后有Mv n-1+mv=(M+m)v'n-1第n次推出后有(M+m)v'n-1=Mv n-mv即v n=mv设最多能推n次,推出后有即≥v,且<v所以(+1)≤n<(+1)+1将=4代入,可得2.5≤n<3.5因为n取整数,故n=3.5.(1)6 m/s 6 m/s(2)能理由见解析解析:(1)设P、Q与弹簧分离时的速度大小分别为v1、v2,弹簧锁定时的弹性势能为E p,由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv1=mv2(2分)E p=m+m(2分)联立解得v1=v2=6 m/s(1分).(2)假设Q能通过半圆轨道的最高点M,且在最高点的速度为v.根据机械能守恒定律可得m=mg·2R+mv2(2分)解得v=2 m/s另一方面,若Q恰能通过M点,在M点根据牛顿第二定律及向心力公式有mg=m(2分)解得v M=2 m/s<v故假设成立,Q能通过最高点(1分).考点3 实验:验证动量守恒定律1.(1)2.20(2分)(2)m1=-m1+m2(2分)(3)弹性碰撞(2分)解析: (1)小球A、B的直径d=22 mm+0.1×0 mm=22.0 mm=2.20 cm.(2)小球A下摆过程只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得m1=m1gl(1-cos α),碰撞后,对A、B两球分别根据机械能守恒定律得m1v=m1gl(1-cos θ1)、m2v=m2gl(1-cos θ2),若两球碰撞前后的动量守恒,则满足m1v1=-m1v'1+m2v'2,联立以上四式得m1=m2-m1.(3)用质量相同的两个小球完成实验,且碰后A球静止,则说明两球发生的碰撞为弹性碰撞.2.(1)等于(1分)大于(1分)(2)54.2(53.5~54.5范围内均可)(2分)(3)m1=m1+m2(3分)解析:(1)为了验证水平方向上动量守恒并确保N球被碰后做平抛运动,应使两小球对心碰撞,需两小球半径相等;同时为确保M球碰撞后速度方向不变,M球的质量必须大于N 球的质量.(2)将图乙中的10个落点用圆规画出最小的圆圈住,圆心即为落点的平均位置,可知圆心到B点的距离为54.2 cm,允许有一定的误差,取值在53.5~54.5 cm范围内都算正确.(3)小球离开导轨后做平抛运动,有L cos θ=v0t及L sin θ=gt2,联立可得v0=,对照图甲和实验条件可知,D点为M球未与N球碰撞时单独做平抛运动的平均落点位置,有v1=,E点为N球被碰后做平抛运动的平均落点位置,对应有v2=,C点为M球与N球碰撞后做平抛运动的平均落点位置,对应有v'1=,将v1、v'1和v2代入公式m1v1=m1v'1+m2v2得m1=m1+m2.3.(1)0.45(2分) 0.60(2分)(2)增大(2分)解析:(1)打点计时器所接电源的频率f=50 Hz,周期T==0.02 s,由题图乙可知,碰撞前滑块A的速度为v A=×10-2 m/s=3.0 m/s,A与B碰撞并粘合在一起后速度为v AB=×10-2 m/s=1.5 m/s.碰撞前滑块A的动能E k A=m A=×0.20×3.02 J=0.90 J,碰撞后滑块A、B的总动能E k AB=(m A+m B)=×(0.20+0.20)×1.52 J=0.45 J,A与B碰撞过程中系统损失的动能为ΔE k1= E k A-E k AB=0.90 J-0.45 J=0.45 J.由题图丙可知,A与C碰撞并粘合在一起后速度为v AC=×10-2 m/s=1.0 m/s.碰撞前滑块A的动能E k A=m A=×0.20×3.02 J=0.90 J,碰撞后滑块A、C的总动能E k AC=(m A+m C)=×(0.20+0.40)×1.02 J=0.30 J,A与C碰撞过程中系统损失的动能为ΔE k2= E k A-E k AC=0.90 J-0.30 J=0.60 J.(2)根据实验结果可知,被碰物体质量增大,系统损失的动能增大.1.C撞击时篮球受到的冲量等于其动量的变化,即I=mv'-m(-v)=m(v'+v),选项A错误;碰撞时,篮球与篮板相互作用,相互作用力等大反向,作用时间相等,则篮板受到的冲量大小不为零,选项B错误;撞击时间极短,重力的冲量忽略不计,撞击前后篮板均保持静止,篮球速度反向,所以篮球和篮板组成的系统动量不守恒,选项C正确;由于v'<v,系统机械能有损失,不守恒,选项D错误.2.D把砂桶(含砂)与小车(含车上砝码)看成一个整体,这个整体在向下运动时受到摩擦力作用,除了摩擦力外还有重力、斜面的支持力,摩擦力做负功,支持力不做功,故系统的机械能不守恒,选项A、B错误;在砂桶向下运动的过程中,系统受到了合外力(砂桶重力)的作用,它们的动量越来越大,动量不守恒,选项C错误,D正确.3.C甲、乙两物体仅存在相互作用,则甲、乙两物体组成的系统动量守恒,故0~0.4 s 时间内甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小,A错误;在v-t图像中,图线与坐标轴围成图形的面积表示位移,则0~t1时间内甲、乙位移之比为1∶5,B错误;由图线可知,甲、乙两物体加速度大小之比为1∶3,则甲、乙质量之比为3∶1,C正确;由图线可知a10 m/s2,则t1=0.3 s,D错误.乙的大小为4.B喷口的内径约2 cm,则半径约为r=0.01 m,木块静止在距喷口h=1 m的位置,即木块受到水的冲击力等于木块的重力,由动量定理得0-mv=-m木gt,在一段极短时间t内喷到木块上的水柱的质量为m=ρ水vtS,S=πr2,设水在刚喷出喷口时的速度为v喷,由机械能守恒定律可知mgh+mv2=m,设驱动该喷口喷水的水泵功率为P,在接近管口很短一段。
高考物理(山东专用)一轮复习专题七动量守恒定律练习含答案
专题七动量守恒定律五年高考考点过关练考点一动量、冲量和动量定理1.(2022海南,1,3分)在冰上接力比赛时,甲推乙的作用力是F1,乙对甲的作用力是F2,则这两个力( )A.大小相等,方向相反B.大小相等,方向相同C.F1的冲量大于F2的冲量D.F1的冲量小于F2的冲量答案 A2.(2021湖南,2,4分)物体的运动状态可用位置x和动量p描述,称为相,对应p-x图像中的一个点。
物体运动状态的变化可用p-x图像中的一条曲线来描述,称为相轨迹。
假如一质点沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动,则对应的相轨迹可能是( )A BC D答案 D3.(2022重庆,4,4分)在测试汽车的安全气囊对驾乘人员头部防护作用的实验中,某小组得到了假人头部所受安全气囊的作用力随时间变化的曲线(如图)。
从碰撞开始到碰撞结束过程中,若假人头部只受到安全气囊的作用,则由曲线可知,假人头部( )A.速度的变化量等于曲线与横轴围成的面积B.动量大小先增大后减小C.动能变化正比于曲线与横轴围成的面积D.加速度大小先增大后减小答案 D4.(2019课标Ⅰ,16,6分)最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。
若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为( ) A.1.6×102 kg B.1.6×103 kgC.1.6×105 kgD.1.6×106 kg答案 B5.(2021北京,10,3分)如图所示,圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。
某时刻圆盘突然停止转动,小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。
下列说法正确的是( )A.圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向B.圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为2mωrC.圆盘停止转动后,小物体沿圆盘半径方向运动D.圆盘停止转动后,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mωr答案 D6.(2023天津,5,5分)质量为m的列车以速度v匀速行驶,突然以大小为F的力制动刹车直到列车停止,整个过程中列车还受到大小恒为f的阻力,下列说法正确的是( ) A.减速运动过程的加速度大小a=FmB.力F的冲量大小为mvC.刹车距离为mv 22(F+f)D.匀速行驶时功率为(f+F)v 答案 C7.(2023重庆,8,5分)(多选)某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示,E、F、M、N为曲线上的点,EF、MN段可视为两段直线,其方程分别为y=4t-26和y=-2t+140。
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测试时量：90分钟；满分：100分 姓名： 班级：一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。
每小题只有一个选项符合题意。
1．物理学的基本原理在生产生活中有着广泛应用.下面列举的四种器件中，在工作时利用电磁感应现象的是（ ）A.回旋加速器B.日光灯C.质谱仪D.示波器2．如图所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受三个力作用，F 1=10N ，F 2=2N ，以及摩擦f ，木块静止，撤去F 2后，有关下列现象中判断不正确的是（ ） A ．木块可能不再静止B ．木块可能仍处于静止状态C ． 木块所受合力可能为1N ，D ．木块所受合力可能为3N ， 3．如图所示，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，设此过程中斜面受到水平地面的摩擦力为f 1.若沿斜面方向用力向下推此物体，使物体加速下滑，设此过程中斜面受到地面的摩擦力为f 2。
则（ ）A.f 1不为零且方向向右，f 2不为零且方向向右B.f 1为零，f 2不为零且方向向左C.f 1为零，f 2不为零且方向向右D.f 1为零，f 2为零4．构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面。
自动充电式电动车就是很好的一例，将电动车的前轮装有发电机，发电机蓄电池连接。
当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。
现有某人骑车以500J 的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图线①所示；第二次启动自充电装置，其动能随位移变化关系如图线②所示，则第二次向蓄电池所充的电能是（ ）A ．200JB ．250JC ．300JD ．500J5．星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v 2与与第一宇宙速度v 1的关系为是v 2=2v 1.已知某星球的半径为r ，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的1/6.不计其它星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（ ） A.gr B.gr 61 C.gr 31D.gr 31二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项．．．．．符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．6．中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故。
家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，所幸没有造成人员伤亡和财产损失，第八次则有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。
经公安部门和交通部门协力调查，画出了现场示意图(下图1)和道路的设计图(下图2)。
有位交警根据图1、2作出以下判断，你认为正确的是：左 右A ．依据图1可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作离心运动（）B ．依据图1可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作向心运动C ．依据图2发现公路在设计上犯了严重的内（东）高外（西）低科学性错误D．依据图2发现公路在设计上犯了严重的外（西）高内（东）低科学性错误7．如图所示，MN和PQ为两个光滑的电阻不计的水平金属导轨，变压器为理想变压器，今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则以下说法正确的是（）A．若ab棒匀速运动，则I R≠0，I L≠0，I C=0B．若ab棒匀速运动，则I R≠0，I L=0，I C=0C．若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则I R≠0，I L≠0，I C≠0D．若ａｂ棒做匀加速运动，I R≠0，I L≠0，I C=08．如图是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等。
两条虚线互相垂直，且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是（）A．1、3两点电场强度相同B．5、6两点电场强度相同C．4、5两点电势相同D．1、3两点电势相同9．如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。
在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出。
关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是（）A．小球带负电B．小球运动的轨迹是一条抛物线C．洛伦兹力对小球做正功D．维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大第Ⅱ卷（非选择题共89分）三、简答题：本题分为必做题（第10、11题）和选做题（第12题），共42分请将解答填写在相应位置10．一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示.让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面上，水平距离为s.（1）请你推导出弹簧弹性势能E p与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式：__________.（2）弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：弹簧的压缩量x（cm） 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50钢球飞行的水平距离s（m） 1.01 1.50 2.01 2.48 3.01 3.50 根据以上实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能E p与弹簧的压缩量x之间的关系，并说明理由：__________________________________ _______________________________11．有一小灯泡，标有＂10V2W＂，现用如图甲所示的电路，测定它在不同电压下的实际功率与电压间的关系．实验中需要测定通过小灯泡的电流和它两端的电压．现备有下列器材：Ａ．直流电源，电动势12V，内电阻不计Ｂ．直流电流表，量程0.6A，内阻约为0.1ΩＣ．直流电流表，量程300mA，内阻约为5ΩＤ．直流电压表，量程15V，内阻约为15kΩＥ．滑动变阻器，最大电阻5Ω，额定电流2AＦ．滑动变阻器，最大电阻1kΩ，额定电流0.5AＧ．开关，导线若干①为了尽可能提高实验精度，实验中所选电流表为，所选滑动变阻器为（只填所列选项前的字母）②图甲中电压表末接入电路的一端应接于＿＿＿＿＿＿点（填＂a＂或＂b＂）③根据完善后的电路图，将图乙中所给实物连成实验电路．12．本题有A、B、C三组题，请在其中任选两组题作答；若三组题均答，则以前两个小题计分．A．(12分) (模块3-3试题)E+图乙(1)液晶既具有液体的性质，又具有晶体的性质．液晶表面层的分子势能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）内部的分子势能；给液晶加热时，液晶的熵将 （选填“增加”、“减少”或“不变”）．(2)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL 溶液中有纯油酸5mL ．用注射器测得1mL 上述溶液有液滴50滴．把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1cm ．则：①油膜的面积约为多少？（保留两位有效数字） ②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少？③根据上述数据，估算出油酸分子的直径．（保留一位有效数字） B ．(12分) (模块3-4试题)（1）某种色光，在真空中的频率为f ，波长为λ，光速为c ，射入折射率为n 的介质中时，下列关系中正确的是：（ ）A ．速度是c ，频率为f ，波长为λB ．速度是nc，频率为f ，波长为λ C ．速度是n c ，频率为f ，波长为nλ D ．速度是n c，频率为f ，波长为n λ（2）一列横波如图所示，波长8=λm ，实线表示01=t 时刻的波形图，虚线表示005.02=t s时刻的波形图．求： ①波速多大？②若T t t T >->122，波速又为多大？③若12t t T -<，并且波速为3600m/s ，则波沿哪个方向传播？ C ．(12分) (模块3-5试题)（1）元素x 是A 的同位素,分别进行下列衰变：Q P X −→−−→−βα、S R A −→−−→−αβ则下面正确的是：（ ）A ．Q 和S 不是同位素B ．X 和R 的原子序数相同C ．X 和R 的质量数相同；D ．R 的质子数多于前述任何元素 （2）质量为m 1=1.0k g 和m 2(未知)的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其χ－t (位移－时间) 图象如图所示，试通过计算回答下列问题： ①m 2等于多少千克?②质量为m 1的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？③碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？四、计算题或推导题：本题共3题，共计47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．13．如图所示，滑块质量为m ，与水平地面间的动摩擦因数为0.1， 它以gR v 30=的初速度由A 点开始向B 点滑行，AB=5R ，并滑上光滑的半径为R 的41圆弧BC ，在C 点正上方有一离C 点高度也为R 的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P 、Q ，旋转时两孔均能达到C 点的正上方。
若滑块滑过C 点后通过P 孔，又恰能从Q 孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件？14．10.图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X 轴上距坐标原点L=0.50m 的P 处为离子的入射口，在Y 上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s 的速率从P 处射入磁场，若粒子在y 轴上距坐标原点L=0.50m 的M 处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。
（1）求上述粒子的比荷q m；（2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿y 轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；（3）为了在M 处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形。
15．两根相距为L 的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。
质量均为m 的金属细杆ab 、cd 与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R 。