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6.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刚好为零.则在圆环下滑过程中(  )
A.圆环机械能守恒
B.弹簧的弹性势能一定先增大后减小
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的动能最大

分析 分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况,只有重力弹簧的拉力做功,所以圆环机械能不守恒,但是系统的机械能守恒;沿杆方向合力为零的时刻,圆环的速度最大.

解答 解:A、圆环沿杆滑下,滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功,即环的重力和弹簧的拉力;所以圆环的机械能不守恒,如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象,则系统的机械能守恒,故A错误.
B、弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化,由图知弹簧先缩短后再伸长,故弹簧的弹性势能先增大后减小再增大.故B错误.
C、根据系统的机械能守恒,圆环的机械能减少了mgh,那么弹簧的机械能即弹性势能增大mgh.故C正确.
D、根据系统机械能守恒,弹簧弹性势能最大时圆环的速度等于零,故D错误.
故选:C.

点评 对物理过程进行受力、运动、做功分析,是解决问题的根本方法.这是一道考查系统机械能守恒的基础好题.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(达标的污水离子浓度低,电阻率大,一般电阻率ρ≥200Ω•m的工业废水即达到排放标准).如图甲所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱.容器内表面长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm.将水样注满容器后,进行以下操作:

(1)用多用电表欧姆档测量电阻时,红黑表笔互换了插孔,这样不会(填“会”或“不会”)影响测量结果;
(2)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“×100”两档粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图乙所示,则所测水样的电阻约为1700Ω.
(3)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:
A.电流表(量程5mA,电阻RA为500Ω)
B.电压表(量程15V,电阻R v约为10kΩ)
C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1A)
D.电源(12V,内阻约10Ω)
E.开关一只、导线若干
请在答题卷相应位置的实物图丙中完成电路连接.
(4)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据如表所示.
U/V2.04.06.08.010.012.0
I/mA0.731.432.172.893.584.30
由以上测量数据可以求出待测水样的电阻为2280Ω.据此可知,所测水样没达到排放标准(填“达到”或“没达到”)
(5)在使用多用电表结束后,分别将选择开关保留在如图a、图b和图c所示的位置,其中图a(填“a”或“b”或“c”)的位置是规范的.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ=37°放置,两导轨间距为L=10cm,M、P两点间接有阻值为R=1Ω的电阻.一根质量为m=20g的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,导轨和金属杆接触良好,它们的电阻不计.现让ab杆由静止开始沿导轨下滑,至达到最大速度的过程中,电阻R中产生的焦耳热为Q=0.0375J,求:
(1)求ab杆下滑的最大速度vm
(2)ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,下滑的距离x;
(3)ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中,通过电阻R的电量q.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

14.子弹在射入木块前的动能为E1,动量大小为p1;射穿木板后子弹的动能为E2,动量大小为p2.若木板对子弹的阻力大小恒定,则子弹在射穿木板的过程中的平均速度大小为(  )
A.$\frac{{E}_{1}+{E}_{2}}{{P}_{1}+{P}_{2}}$B.$\frac{{E}_{2}-{E}_{1}}{{P}_{2}-{P}_{1}}$C.$\frac{{E}_{1}}{{P}_{1}}$+$\frac{{E}_{2}}{{P}_{2}}$D.$\frac{{E}_{1}}{{P}_{1}}$-$\frac{{E}_{2}}{{P}_{2}}$

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

1.如图,内壁光滑的环形凹槽半径为R,固定在竖直平面内,一根长度为$\sqrt{2}$R的轻杆,一端固定有质量为m的小球甲,另一端固定有质量为2m的小球乙,将两小球放入凹槽内,小球乙位于凹槽的最低点,如图,由静止释放后(  )
A.甲球沿凹槽下滑时,一定能滑到凹槽的最低点
B.当杆从右向左滑回时,乙球一定能回到凹槽的最低点
C.下滑过程中甲球减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能
D.小球甲、乙及轻杆组成的系统机械能守恒,动量也守恒

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

11.想用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现准备了下列器材:
①待测干电池(电动势约1.5V,内阻约1.0Ω)
②电流表G(满偏电流3.0mA内阻10Ω)
③安培表A(量程0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
④滑动电阻器R1(0~20Ω,10A)
⑤滑动电阻器R2(0~100Ω,1A)
⑥定值电阻R3=990Ω
⑦开关和导线若干

(1)所给仪器中缺少伏特表,它可由电流表G和定值电阻改装而成,请在图1中画出其改装电路图
(2)为了能准确进行测量,也为了操作方便,实验中应选用的滑动变阻器是R1
(3)请在图2中画出实验原理图.
(4)如图3为某同学根据正确的电路图做出的I1-I2图线(I1为电流表的示数,I2为安培表的示数),由该图线可得被测干电池的电动势E=1.47V,内阻 r=0.75Ω.

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18.两条相互平行的相距为0.2m的光滑金属导轨,置于方向竖直向上,磁感应强度B=1T的匀强磁场中.在轨道的水平部分和倾斜部分各放置一根质量均为40g,电阻为0.5Ω的细金属棒,若金属导轨的电阻不计,导轨倾角为37°,为了使AB棒静止,CD棒应以多大的速度向什么方向运动?

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

15.如图所示,质量为M的木箱放在光滑水平地面上,受到一平恒力F的作用,木箱的顶部用细绳悬挂一质量为m的小球,若想使细绳与竖直方向的夹角为θ,则恒力F应为(M+m)gtanθ.

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16.一辆车的质量是1×103N,行驶速度是15m/s,紧急刹车时受到的阻力是6×103N,求刹车后3s内的位移.

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