◎ 2011年江苏各地高考物理模拟试题汇编—功和能的第一部分试题
  • 如图所示,固定在竖直面内的光滑圆环半径为R,圆环上套有质量分别为m和2m的小球A、B(均可看作质点),且小球A、B用一长为2R的轻质细杆相连,在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为g),下列说法正确的是

    [     ]

    A.A球增加的机械能等于B球减少的机械能
    B.A球增加的重力势能等于B球减少的重力势能
    C.A球的最大速度为
    D.细杆对A球做的功为
  • 如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度s=5m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为4.30m、1.35m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6、cos37°=0.8。求:
    (1)小滑块第一次到达D点时的速度大小;
    (2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔;
    (3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。

  • 质量为m的小球,以初速度v0竖直向上抛出,小球上升的最太高度为H,已知小球在运动过程中受到的空气阻力与速率成正比。设抛出点重力势能为零,则小球在运动过程中,下列关于小球的动能Ek、重力势能Ep,机械能E随高度h,速率v随时间t变化图线可能正确的有

    [     ]

    A.
    B.
    C.
    D.
  • 如图所示,质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4。现用F=5N的水平力向右推薄板,使它翻下桌子,力F做的功至少为(g取10m/s2
    [     ]
    A.1J
    B.1.6J
    C.2J
    D.4J
  • 某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。
    (1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平? ___________________________________________________。
    (2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=____________cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2 s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为____________m/s。在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、____________和____________(文字说明并用相应的字母表示)。
    (3)本实验通过比较____________和____________在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒。
  • 如图所示,一物体从斜面上高为h处的A点由静止滑下,滑至斜面底端B时,因与水平面碰撞仅保留了水平分速度而进入水平轨道,在水平面上滑行一段距离后停在C点,测得A、C两点间的水平距离为x,设物体与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ,则
    [     ]
    A.
    B.
    C.
    D.无法确定
  • 如图所示,倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连,质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接,A球置于斜面顶端,现由静止释放A、B两球,球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失,且碰后只能沿斜面下滑,它们最终均滑至水平面上。重力加速度为g,不计一切摩擦。则
    [     ]
    A.A球刚滑至水平面时速度大小为
    B.B球刚滑至水平面时速度大小为
    C.小球A、B在水平面上不可能相撞
    D.在A球沿斜面下滑过程中,轻绳对B球先做正功,后不做功
  • 某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2 ,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
           
    (1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=____________m/s;
    (2)从t2到t5时间内,重力势能增量Ep= ____________J,动能减少量Ek= ____________J;
    (3)在误差允许的范围内,若EpEk近似相等,从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得Ep____________Ek(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是________________________。
  • 如图所示,粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,圆弧轨道的半径为R,C点在圆心O的正下方,D点与圆心O在同一水平线上,∠COB=θ。现有质量为m的物块从D点无初速释放,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
    (1)物块第一次通过C点时对轨道压力的大小;
    (2)物块在斜面上运动离B点的最远距离。
  • 不定项选择
    低碳、环保是未来汽车的发展方向。某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计。根据图象所给的信息可求出(   )

    A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N
    B.汽车的额定功率为80kW
    C.汽车加速运动的时间为22.5s
    D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J
  • 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。
    (1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1____________Δt2(选填“>”、“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。
    (2)用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d =____________mm。
    (3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出____________和____________(写出物理量的名称及符号)。
    (4)若上述物理量间满足关系式____________,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。
◎ 2011年江苏各地高考物理模拟试题汇编—功和能的第二部分试题
  • 在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图l 所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置。
    (1)实验时,该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中应该采取的两项措施是____________和____________;
    (2)如图2所示是实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相邻计数点间距离已在图中标出,测出小车的质量为M,钩码的总质量为m。从打B点到打E点的过程中,为达到实验目的,该同学应该寻找____________和____________之间的数值关系(用题中和图中的物理量符号表示)。
  • 有一辆车长为3896mm的汽车正在行驶,当t=0时开始刹车(位置如图a所示),在t=1s时汽车停止(位置如图b所示)。若汽车的运动可看成匀减速直线运动,则根据题中提供的信息,可以估算出的物理量是
    [     ]
    A.1s内阻力对汽车所做的功
    B.刹车时汽车受到的阻力
    C.开始刹车时汽车的动能
    D.刹车时汽车的加速度
  • 某同学在应用打点计时器做“验证机械能守恒定律实验”中,获取一条纸带,但起始几个点比较模糊,就取后面连续打出的清晰点来研究,如图所示。现在该同学用刻度尺分别量出l、2、3、4、5五个点到0点的长度hi(i=1、2、3、4、5),再分别计算得到l、2、3、4四个点的速度vi(i=1、2、3、4),然后该同学将计算得到的四组(hi)数据在-h坐标系中找到对应的坐标点,将四个点连接起来得到如图所示的直线,已知打点计时器打点周期为T。
    (1)该同学求4号点速度的计算式是:v4=____________;
    (2)若重锤自由下落过程中机械能守恒,则v2-h图线的斜率为____________,图线在v2轴上的截距表示____________。
  • 开口向上的半球形曲面的截面如图所示,直径AB水平。一小物块在曲面内A点以某一速率开始下滑,曲面内各处动摩擦因数不同,因摩擦作用物块下滑时速率不变,则下列说法正确的是

    [     ]

    A. 物块运动过程中加速度始终为零
    B. 物块所受合外力大小不变,方向在变
    C. 在滑到最低点C以前,物块所受重力的瞬时功率越来越大
    D. 在滑到最低点C以前,物块所受摩擦力大小不变
  • 某同学为了研究摩擦力做功,设计了如下的实验:将一个木块放在粗糙的水平长木板上,右侧拴一细线,跨过固定在水平边缘的滑轮与重物连接,木块左侧与穿过打点计时器的纸带相连接,长木板固定在水平试验台上,实验时,木块在重物牵引力下由静止开始向右运动,后因重物落地而做减速运动,下图给出了重物落地后打点计时器打出的一段纸带,纸带中一系列的小黑点是计数点,每相邻两个计数点间还有4个点(图中未画出),计数点间的距离如图所示。打点计时器所用交流电频率为50HZ。

    (1)根据纸带提供的数据计算打点计时器在打下A点和B点时木块的速度VA=____________m/s,VB=____________m/s。(结果保留三位有效数字)
    (2)由纸带运动情况可以得出,纸带做减速运动的加速度a的大小a=____________m/s2。(结果保留三位有效数字)。
    (3)若木块的质量m,A、B间距离为lAB,则木块在AB段克服摩擦力所做功的关系式WAB=____________。(可选用VA,VB,m,,a,lAB等物理量表示)
  • 如图所示,弧面体M置于光滑水平地面上,其光滑的四分之一圆弧面上有一小物块m从顶端由静止下滑。关于物块下滑过程,下列说法中正确的是

    [     ]

    A.物块的重力势能减少等于其动能的增加
    B.物块经圆弧最低点时受到的支持力大小等于其重力的3倍
    C.弧面体对物块的支持力做负功
    D.弧面体对物块的支持力做功与物块对斜面的压力做功的总和为零
  • 某同学用螺旋测微器测量一圆柱体的直径d,示数如图所示,则d=____________mm。
  • 在“探究求合力的方法”实验中,关于操作步骤和注意事项,下列说法中正确的是
    [     ]
    A、两细绳必须等长
    B、拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤平行贴近木板
    C、用两弹簧秤同时拉细绳时两拉力之差应尽可能大
    D、拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
  • 某同学利用“验证机械能守恒定律”的实验装置探究重锤的速度随时间的变化规律。使用交流电源的频率为50Hz,让重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),打下图中D点时纸带的速度vD=____________m/s(保留三位有效数字),该同学处理纸带后得数据如下表,请在坐标纸上作出其速度v-时间t图象。若该同学根据图线测出的重力加速度明显小于当地实际的重力加速度,试分析可能的原因:________________________。
  • 为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为l=2.0m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度v0=4.0m/s从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰好沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.50。(g=10m/s2、sin37°=0.60、cos37°=0.80)
    (1)求小物块到达A点时速度。
    (2)要使小物块不离开轨道,并从轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?
    (3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?
  • 质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h的坑,如图所示,在此过程中

    [     ]

    A.重力对物体做功为mgH
    B.重力对物体做功为mg(H+h)
    C.外力对物体做的总功为零
    D.地面对物体的平均阻力为mg(H+h)/h
◎ 2011年江苏各地高考物理模拟试题汇编—功和能的第三部分试题
  • 用如图实验装置验证m1 、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=50g 、m2=150g ,则(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
    (1)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件;
    B.将打点计时器接到直流电源上;
    C.先释放m2,再接通电源打出一条纸带;
    D.测量纸带上某些点间的距离;
    E.根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能。
    其中操作不当的步骤是:____________(填选项对应的字母)。
    (2)在纸带上打下记数点5时的速度v= ____________m/s;
    (3)在打点0~5过程中系统动能的增量△EK=____________J,系统势能的减少量△EP=____________J,由此得出的结论是____________;
    (4)若某同学作出图像如图,写出计算当地重力加速度g的表达式____________,并计算出当地的实际重力加速度g=____________m/s2
  • 质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点,其连线水平,斜面与圆弧轨道在C点相切连接(小物块经过C点时机械能损失不计)。已知圆弧半径R=1.0 m,圆弧对应圆心角,轨道最低点为O,A点距水平面的高度h=0.8m。设小物块首次经过C点时为零时刻,在t=0.8s时刻小物块经过D点,小物块与斜面间的滑动摩擦因数为。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:
    (1)小物块离开A点的水平初速度vA大小;
    (2)小物块经过O点时对轨道的压力;
    (3)斜面上CD间的距离。
  • 如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,再在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,A、B发生相对滑动,向前移动了一段距离。在此过程中
    [     ]
    A、B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增加量
    B、A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
    C、外力F做的功等于A和B动能的增加量
    D、外力F对B做的功等于B的动能的增加量与B克服摩擦力所做的功之和
  • 如图a、b所示,是一辆质量m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两个时刻的两张照片。当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像,测得θ=15°。根据题中提供的信息,可以估算出的物理量有
    [     ]
    A.汽车的长度
    B.3s末汽车的速度
    C.3s内汽车牵引力所做的功
    D.3s末汽车牵引力的功率
  • 如图,两质量均为m的小球,通过长为L的不可伸长轻绳水平相连,从h高处自由下落,下落过程中绳处于水平伸直状态,若下落时绳中点碰到水平放置的光滑钉子O,重力加速度为g,则
    [     ]
    A.小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒
    B.从轻绳与钉子相碰到小球刚达到最低点过程,重力的功率先减小后增大
    C.小球刚到最低点速度大小为
    D.小球刚到达最低点时的加速度大小为(+2)g
  • 铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落,在下落过程中,下列判断中正确的是

    [     ]

    A.铜环在下落过程中的机械能守恒
    B.磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
    C.铜环的机械能先减小后增大
    D.铜环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量
  • 如图所示,相距为d的两平行金属板的电容为C,带电量为Q。有一长为L的绝缘轻杆,两端各固定电荷量分别为-q和+q的小球,不计两球的重力和两球间的库仑力。现先将杆从平行于极板的位置I缓慢移动到垂直于极板的位置Ⅱ,再从位置Ⅱ缓慢移动到无穷远处。则

    [     ]

    A.从位置I移到位置Ⅱ的过程中,两球电势能之和减小
    B.从位置I移到位置Ⅱ的过程中,电场力做功为零
    C.从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中,两球的电势能之和不变
    D.从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中,克服电场力做功
  • 如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示,则

    [     ]

    A.运动过程中小球的机械能守恒
    B.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
    C.t2时刻小球的加速度为零
    D.t2~t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和在增加
  • 如图,两质量均为m的小球,通过长为L的不可伸长轻绳水平相连,从h高处自由下落,下落过程中绳处于水平伸直状态,若下落时绳中点碰到水平放置的光滑钉子O,重力加速度为g,则
    [     ]
    A.小球从开始下落到刚到达最低点的过程中机械能守恒
    B.从轻绳与钉子相碰到小球刚达到最低点过程,重力的功率先减小后增大
    C.小球刚到最低点速度大小为
    D.小球刚到达最低点时绳中张力为
  • 用如图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6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对图中纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。
    (1)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件;
    B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;
    C.用天平测出重锤的质量;
    D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;
    E.测量纸带上某些点间的距离;
    F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
    其中没有必要进行的步骤是____________,操作不当的步骤是____________。
    (2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度。如下图是打出的一条纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如下图所示。使用电流的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式a=____________。(用x1、x2、x3、x4及f表示)
    (3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小,若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是____________。
  • 一小球在离地高H处从静止开始竖直下落,运动过程中受到的阻力大小与速率成正比,下列图象反映了小球的机械能E随下落高度h的变化规律(选地面为零势能参考平面),其中可能正确的是
    [     ]
    A.
    B.
    C.
    D.
  • 如图所示,A、B两小球用轻杆连接,竖直放置。由于微小的扰动,A球沿竖直光滑槽运动,B球沿水平光滑槽运动。则在A球到达底端前
    [     ]
    A.A球的机械能先减小后增大
    B.轻杆对A球做负功,对B球做正功
    C.A球到达竖直槽底部时B球的速度为零
    D.A球的机械能最小时轻杆对B球的作用力为零