机械能守恒定律应用中的几种模型
机械能守恒定律属于教学中的重点知识，在实际问题中我们如果能正确建立几种典型的机械能守恒的模型，将有利于对此类问题的分析和解决． (1)轻连绳模型
【典例1】 如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M>m，不计摩擦，系统由静止开始
运动过程中( )．
A．M、m各自的机械能分别守恒
B．M减少的机械能等于m增加的机械能 C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能 D．M和m组成的系统机械能守恒
解析 M下落过程中，绳的拉力对M做负功，M的机械能减少；m上升过程，绳的拉力对m做正功，m的机械能增加，A错误；对M、m组成的系统，机械能守恒，易得B、D正确；M减少的重力势能并没有全部用于m重力势能的增加，还有一部分转变成M、m的动能，所以C错误． 答案 BD
点评：此类问题要认清物体的运动过程，注意物体运动到最高点或最低点时速度相同。 (2)轻连杆模型
【典例2】 质量分别为m和M(其中M＝2m)的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，在杆的中点O处有一个固定转轴，如图所示．现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中，
下列有关能量的说法正确的是( )．
A．Q球的重力势能减少、动能增加，Q球和地球组成的系统机械能守恒 B．P球的重力势能、动能都增加，P球和地球组成的系统机械能不守恒 C.P球、Q球和地球组成的系统机械能守恒 D．P球、Q球和地球组成的系统机械能不守恒
解析 Q球从水平位置下摆到最低点的过程中，受重力和杆的作用力，杆的作用力是Q球运动的阻力(重力是动力)，对Q球做负功；P球是在杆的作用下上升的，杆的作用力是动力(重力是阻力)，对P球做正功．所以，由功能关系可以判断，在Q球下摆过程中，P球重力势能增加、动能增加、机械能增加，Q球重力势能减少、机械能减少；由于P球和Q球整体只有重力做功，所以系统机械能守恒．本题的正确答案是B、C. 答案 BC
点评：此类问题应注意在运动过程中各个物体之间的角速度、线速度的关系． (3)轻弹簧模型
1
【典例3】 如图所示， 固定
的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在
地面上的A点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑过程中( ). A.圆环机械能守恒 B.弹簧的弹性势能先增大后减小 C.弹簧的弹性势能变化了mgh D.弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大
解析 圆环受到重力、支持力和弹簧的弹力作用，支持力不做功，故环的机械能与弹簧的弹性势能总和保持不变，故全过程弹簧的弹性势能变化量等于环的机械能变化量，C正确，圆环的机械能不守恒，A错误．弹簧垂直杆时弹簧的压缩量最大，此时圆环有向下的速度，故此时弹性势能比末状态的弹性势能小，即：最终状态弹簧被拉长，且弹性势能达到最大，此时圆环的动能为零，所以弹性势能是先增加后减小最后又增大，B、D错误. 答案 C
点评：此类问题应注意物体与弹簧组成的系统机械能守恒，不同的过程中弹性势能的变化一般是不相同的．
2
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）沿半径方向放在水平圆盘上用细线相连，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l．木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g．若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动至两物体刚好未发生滑动，ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是
A．细线中的张力等于kmg
3
B．
是细线刚好绷紧时的临界角速度
C．剪断细线后，两物体仍随圆盘一起运动
D．当时，a所受摩擦力的大小为kmg
2．如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数 4
，
从 开始以初速度
沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力
的作用，g取
5
，向右为正方向，该物体受到的摩擦力
随时间变化的图象是
最大静摩擦力等于滑动摩擦力
6
A． ．
7
BC． D．
3．如图所示，+Q1和-Q2是两个可自由移动的电荷，Q1=4Q2．现再取一个可自由移动的点电荷Q3放在Q1与Q2连接的直线上，欲使整个系统平衡，那么（ ）
A．Q3应为正电荷，放在Q2的右边 B．Q3应为负电荷，放在Q1的左边 C．Q3应为正电荷，放在Q1的左边 D．Q3应为负电荷，放在Q2的右边
4．两玩具车在两条平行的车道上行驶，t=0时两车都在同一计时线处，它们在四次比赛中的v-t图像如下图所示。在0-3s内哪幅图对应的比赛中两车可能再次相遇
8
A．
B．
C．
9
D．
5．若地球绕太阳公转周期及其公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比为（ ）
A． B．
C．
10
D．
6．如图所示，平行板电容器与恒压电源连接，电子以速度
垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场，设电容器极板上所带的电荷量为Q，电子穿出平行板电容
器时在垂直于板面方向偏移的距离为．若仅使电容器上极
板上移，以下说法正确的是（ ）
11
A．Q减小，y不变 B．Q减小，y减小 C．Q增大，y减小 D．Q增大，y增大 二、多项选择题
7．在双缝干涉实验中，用波长为630nm的红光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。已知双缝到屏幕的距离为1.00m，测得第1条到第6条亮条纹中心间距的距离为10.5mm，则双缝之间的距离为__________mm。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的一项方法是______________ A．增大双缝间距 B．增大双缝到屏幕的距离 C．将光源向原离双缝的位置移动 D．将光源向靠近双缝的位置移动
8．如图所示，竖直虚线OP右侧有范围足够大的水平匀强磁场，质量为m、电阻为R的矩形线框abcd在竖直面内，ab=cd=L，ad=bc=2L，其ab边从靠近虚线OP处以大小为v0的水平速度进入磁场，当ab边进入磁场水平位移大小为L时，线框的加速度大小恰好为g，g为重力加速度，运动过程中线框ad边始终水平，则
12
A．磁场磁感应强度大小为B．该过程中通过cd边的电荷量为 13
C．该过程中线框产生的焦耳热为
D．该过程中线框产生的焦耳热为mgL
9．如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有
A．TA>TB B．EkA>EkB
C．SA=SB D．
10．如图所示，水平地面上的木板M上放着小物块m，M上的右端固定一竖直挡板，挡板与m间有一处于
14
压缩状态的轻弹簧，整个装置处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）
A．M对m的摩擦力方向向右 B．m对M的摩擦力方向向左 C．地面对M的摩擦力方向向右 D．地面对M无摩擦力作用 三、实验题
11．一辆冰车以15m/s的初速度冲上长为120m的斜坡，设冰车做匀变速直线运动，加速度的大小为
0.6m/，求冰车到达坡顶需用多长时间？
15
12．利用打点计时器在纸带上打出的点可验证机械能守恒定律
关于这个实验的操作过程及分析，合理的是
A．先释放纸带，后接通电源
B．用密度大的材料做成实心重锤，可减小空气阻力的影响 C．一定要准确测量重锤的质量
16
D．实验中重力势能减小量会略大于动能的增加量 四、解答题
13．如图所示，AB是一段长为s的光滑绝缘水平轨道，BC是一段竖直墙面。一带电量为q(q>0)的小球静
止在A点。某时刻在整个空间加上水平向右、场强E=的匀
强电场，当小球运动至B点时，电场立即反向(大小不变)，经一段时间后，小球第一次运动至C点。重力加速度为g。求：
（1）小球由A运动至B的时间t； （2）竖直墙面BC的高度h；
（3）小球从B点抛出后，经多长时间动能最小?最小动能是多少?
14．如图所示，粗细均匀的U型玻璃管在竖直平面内放置其中AB段水平，左右两管均竖直。右侧玻璃管内封闭一定质量的理想气体，气柱长度L＝10cm，左侧玻璃管开口且足够长。室温为27℃时，左右两管内水银柱的高度均为h＝10cm。求：右管内封闭气体为多少摄氏度时，两侧管内水银柱高度差为5cm（已知大气压强p0＝75cmHg）。
17
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6 答案 B C A C A B
二、多项选择题 7．3 B 8．ABC 9．AD 10．ABD 三、实验题 11．10s 12．BD 四、解答题
18
13．（1）（2）
（3）
14．若左管水银面比右管低5cm，气体温度为77摄氏度；若右管水银面比左管低5cm，气体温度为﹣33摄氏度。
19
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室带上电后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。
不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小偏转距离减
小，下列措施可行的是
20
A．减小墨汁微粒的质量 B．减小偏转电场两板间的距离 C．减小偏转电场的电压 D．减小墨汁微粒的喷出速度
2．如图所示，弹性轻绳的一端套在手指上，另一端与弹力球连接，用手将弹力球以某一竖直向下的初速度向下抛出，抛出后手保持不动。从球抛出瞬间至球第一次到达最低点的过程中(弹性轻绳始终在弹性限度内，空气阻力忽略不计)，下列说法正确的是
21
A．绳伸直以后，绳的拉力始终做负功，球的动能一直减小 B．该过程中，手受到的绳的拉力先增大后减小
C．该过程中，重力对球做的功大于球克服绳的拉力做的功 D．在最低点时，球、绳和地球组成的系统势能最大
3．如图所示，有一质量不计的杆，可绕A自由转动用轻绳在
22
，长为
点悬挂一个重为
的物体，另一根轻绳一端系在
点，点为圆
23
弧的圆心，另一端系在圆弧形墙壁上的点.当该轻绳端点由
点 逐渐沿圆弧
24
向上移动的过程中（保持
与地面夹角
拉力的大小变化情况是（A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小
）不变），
绳
25
4．沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则
A．F1 5．从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的v－t图像如下图所示，在0～t0时间内，下列说法中正确的是（ ） A．Ⅰ物体、Ⅱ物体的加速度都不断减小 B．Ⅰ物体的加速度不断增大，Ⅱ物体的加速度不断减小 C．Ⅰ、Ⅱ两个物体在t1时刻相遇 26 D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是 6．空间存在一静电场，电场中的电势φ随x (x轴上的位置坐标)的变化规律如图所示，下列说法正确的是( ) A．x = 4 m处的电场强度可能为零 B．x = 4 m处电场方向一定沿x轴正方向 C．沿x轴正方向，电场强度先增大后减小 D．电荷量为e的负电荷沿x轴从0点移动到6 m处，电势能增大8 eV 二、多项选择题 7．(1) 如图所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的A端接在直流高压电源的______极， 射线管的B端接在直流高压电源的______极（填：“正”或“负”）。此时，荧光屏上的电子束运动轨迹________偏转(填“向上”、“向下”或“不”)。 27 （2）在一个匀强电场中有M、N、P三点，它们的连线组成一个直角三角形，如图所示。MN = 4cm，MP = 5cm，当把电量为-2×10C的点电荷从M点移至N点时，电场力做功为8×10J，而从M点移至P点时，电场力做功也为8×10-9J。则电场的方向为________，电场强度的大小为________V/m。 -9 -9 8．下列说法中正确的是________．(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分) A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关 B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理 C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关 D．光在玻璃中的传播速度比真空中小 E．机械波和电磁波都可以在真空中传播 28 9．分子在不停地做无规则运动，它们之间存在着相互作用 这两种相互的因素决定了分子的三种不同的聚集形态：固体、液体和气体 下列说法正确的是 A．固体中的分子是静止的，液体、气体中的分子是运动的 B．液体表面层中分子间的相互作用表现为引力 C．液体的蒸发现象在任何温度下都能发生 D．汽化现象是液体分子间因相互排斥而发生的 29 E. 有的物态变化中虽然吸收热量但温度却不升高 10．下列说法正确的是________。 A．松香在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变 B．当分子间的引力与斥力平衡时，分子势能最小 C．液体的饱和汽压与饱和汽的体积有关 D．若一定质量的理想气体被压缩且吸收热量，则压强一定增大 E. 若一定质量的理想气体分子平均动能减小，且外界对气体做功，则气体一定放热 三、实验题 11．为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ=60°、长为 L1=2m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为 L2=m的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的 光滑圆轨道，出口为水平轨道上D处，如图所示.现将一个小球从距A点高为h=0.9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时小球的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB和BC 30 间的动摩擦因数均为μ=，g取10m/s. 2 （1）求小球初速度v0的大小； （2）求小球滑过C点时的速率vC； （3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件？ 12．如图所示，一皮带输送机的皮带以v=10m/s的速率匀速转动，其输送距离AB=29m，与水平方向夹角为θ=37°．将一小物体轻放到A点，物体与皮带间动摩擦因数μ=0.5，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s，求物体由A到B所需的时间。 2 31 四、解答题 13．如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机的内阻r=0.8 Ω，电路中另一电阻R=10 Ω，直流电压U=160 V，电压表示数UV=110 V．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量．(g取10 m/s)． 14．如图为高山滑雪赛道，赛道分为斜面与水平面两部分，其中斜面部分倾角为37°，斜面与水平面间可视为光滑连接。某滑雪爱好者连滑雪板总质量为75kg（可视为质点）从赛道顶端静止开始沿直线下滑，到达斜面底端通过测速仪测得其速度为30m/s。然后在水平赛道上沿直线继续前进180m静止。假定滑雪者与斜面及水平赛道间动摩擦因数相同，滑雪者通过斜面与水平面连接处速度大小不变，重力加速度为g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： 2 2 32 （1）滑雪者与赛道间的动摩擦因数； （2）滑雪者在斜面赛道上受到的合外力； （3）滑雪者在斜面滑雪赛道上运动的时间及斜面赛道的长度 【参考答案】 一、单项选择题 题号 1 2 3 4 5 6 答案 C D C A A D 二、多项选择题 7．负正下．N指向M方向100 8．BCD 9．BCE 10．BDE 三、实验题 33 11．（1）312．3s 四、解答题 13．（1）5A（2）550W（3）53kg 14．（1）0.25（2）300N(3)7.5s,112.5m m/s（2） m/s（3）0 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容