题目内容

17．如图所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab，杆与水平面的夹角为θ，在杆的上端a处套一质量为m的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a处在同一水平线上的O点，O、b两点处在同一竖直线上．由静止释放圆环后，圆环沿杆从a运动到b，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是（　　）
A．圆环的机械能保持不变B．弹簧对圆环一直做负功
C．弹簧的弹性势能逐渐增大D．圆环和弹簧组成的系统机械能守恒

分析 弹簧始终处于伸长状态，由弹簧的伸长量与弹性势能的关系分析弹性势能的变化，然后分析环的机械能的变化．

解答 解：A、由几何关系可知，当环与O点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小．所以在环从a到C的过程中弹簧对环做正功，而从C到b的过程中弹簧对环做负功，所以环的机械能是变化的．故A错误，B错误；
C、当环与O点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小，所以弹簧的弹性势能先减小后增大．故C错误；
D、在整个的过程中只有重力和弹簧的弹力做功，所以圆环和弹簧组成的系统机械能守恒．故D正确．
故选：D

点评 本题考查运用几何关系及机械能守恒定律．同时关注题中隐含条件的挖掘：当环与O点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小．

练习册系列答案
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（1）当转台转动的角速度ω=1.0rad/s时，小物块相对转台静止，求此时小物块做圆周运动向心力的大小；
（2）随着电动机缓慢加速，当转台转速达到某一数值时，小物块恰好滑离转台而落至水平地面．已知转台的上表面离水平地面的高度H=3.2m，小物块落地点到转台重心的水平距离s=1.0m，设小物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．试估算：
①小物块离开水平转台时的速度大小；
②小物块与转台间的动摩擦因数（计算结果保留2位有效数字）
8．洛伦兹力演示仪是由励磁线圈（也叫亥姆霍兹线圈）、洛伦兹力管和电源控制部分组成的．励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪，能够连续发射出电子，玻璃泡内充有稀薄的气体，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹，其结构如图所示．若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形．若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是（　　）
A．只增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变大，电子运动一周的时间（周期）不变
B．只增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变，电子运动一周的时间（周期）变短
C．只增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小，电子运动一周的时间（周期）不变
D．只增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变，电子运动一周的时间（周期）变长
5．为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相同橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况．现有主要的探究步骤如下：
a．保持小车由静止释放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…；
b．由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度v1，v2，v3…；
c．做出W-v图象；
d．分析W-v图象．如果W-v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∞v2，W∞v3，W∞$\sqrt{v}$等关系．
①在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：刻度尺．
②对于该实验，下列操作中属于实验要求的是ABC．（填写选项前的序号）
A．小车每次都应从静止开始释放
B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力
C．应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度v
D．必须测量出小车的质量．
12．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是（　　）
A．t=0.01s时穿过线框的磁通量最大
B．该交变电动势的有效值为11$\sqrt{2}$V
C．该交变电动势的瞬时值表达式为e=22$\sqrt{2}$sin（100πt）V
D．电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为45°
2．下列说法中正确的是（　　）
A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大
B．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大
C．电子云说明电子并非在一个特定的圆轨道上运动
D．光电子的最大初动能随入射光频率增大而增大
E．在光照条件不变的情况下，对发射出来的光电子加上正向电压对光电子加速，所加电压不断增大，光电流也不断增大
9．如图所示，水平放置的圆盘绕通过它的中心的竖直轴匀速转动，质量为mA=40g的小盒A放在盘上，因盒很小略去其各边到O的距离差并且认为A距O点40cm，盒中有一小球B，B的质量mB=10g，不受盒内表面摩擦，在这种情况下．如A受盘的最大静摩擦力f=0.02N，为使A不相对圆盘滑动，盘转动的最大角速度ω是多大？这时球对盒壁的压力多大？
7．2013年10月15日9时，我国发射神州五号飞船绕地球匀速运转14圈后于10月16日16时23分安全着陆，试求飞船离地面的高度h．（已知引力常量G=6.67×1011Nm2/kg2，地球的质量M=6.0×1024kg，地球的半径R=6.4×106m，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2）
8．我国的北斗卫星导航系统计划由若干静止轨道卫星、中地球轨道卫星组成，其中静止轨道卫星均定位在距离地面约为3.6×104km的地球同步轨道上，中地球轨道卫星距离地面的高度约为2.16×104km，已知地球半径约为6.4×103km．则中地球轨道卫星运动的（　　）
A．线速度大于第一宇宙速度B．线速度小于静止轨道卫星的线速度
C．加速度约是静止轨道卫星的2.3倍D．加速度约是静止轨道卫星的2.8倍

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