题目内容

4．如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止．现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，（　　）
A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒B．小球的机械能守恒
C．小球与弹簧组成的系统机械能增加D．小球的机械能增加

分析 图中电场力对小球做正功，小球与弹簧组成的系统机械能增加．弹簧的弹力和电场力都对小球做正功，可知小球的机械能增加．根据功能关系分析．

解答 解：AC、撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，电场力对小球做正功，根据功能原理可知，小球与弹簧组成的系统机械能增加．故A错误，C正确．
BD、在小球上升的过程中，弹簧的弹力和电场力都对小球做正功，由功能原理可知小球的机械能增加．故B错误，D正确．
故选：CD

点评 本题考查对功能关系的理解，并用来分析问题．要掌握常见的几对功与能关系：重力做功与重力势能变化有关，电场力做功与电势能的变化有关，重力和弹簧弹力以外的力做功，等于系统机械能的变化量．

练习册系列答案
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4．如图所示为一物体作匀变速直线运动的速度图线．据图作出的下列判断正确的是（　　）
A．物体的初速度为0m/sB．物体的加速度大小为2.0m/s2
C．2s末物体位于出发点D．该物体0-4s内的平均速度大小为零
5．如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（　　）
A．b和c的飞行时间相同B．b的初速度比c的大
C．a的水平速度比b的小D．a的飞行时间比b的长
2．如图所示，一重物悬挂在绳上，AO绳与水平方向上的夹角为37°，BO绳水平，现将B点向上移，AO，BO绳中张力如何变化？
9．在点电荷Q的电场中，有一点P，与点电荷Q的距离为r；现在P点放一电量为q的试探电荷，其受到的电场力为F，则P点的电场强度为（　　）
A．$\frac{F}{Q}$B．$\frac{F}{q}$C．k$\frac{Q}{{r}^{2}}$D．k$\frac{q}{{r}^{2}}$
9．小诗同学做探究“合力做功与物体速度变化关系”的实验装置如图甲所示，小车在橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行．先平衡摩擦力，再用1条橡皮筋对小车做的功记为W，当用2条、3条…实验时，每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）在实验准备过程中，小诗整理了一些实验器材如图乙所示，还缺少交流电源和刻度尺．
（2）配齐了实验器材后，小诗同学用一条橡皮筋做实验，打出了如图丙所示的一条纸带，请写出小诗在实验中可能出现的不当操作平衡摩擦力不足；实验时把橡皮筋缠在立柱上等（写出一种即可）．
（3）在修正了这些错误之后，小诗对打出的纸带进行测量和计算，得到了橡皮筋做功W和最大速度值Vm，记录在下表中；根据实处理数据时，为了使图象能直观反映实验结论，若把W作为纵坐标，应把vm2作为横坐标．
橡皮筋做功WW2W3W4W5W
最大速度值Vm（m/s）0.911.191.591.791.99
Vm2（m2/s2）0.831.422.533.203.96
（4）小诗同学做完实验后，对该实验做了一些评价，你认为下列观点合理的是D
A．本实验研究的过程是小车在倾斜的木板上运动的全过程
B．该实验没有测量出橡皮筋做功的数值，所以结论还有待完善
C．若平衡摩擦过度，也可以根据后面匀加速的一段求得小车的末速度代表Vm
D．该实验只是探究了变力做功与速度变化的关系，还应该对恒力做功也做个探究，才能得到更为全面的结论．
16．如图甲所示为两平行金属板，板间电势差变化如乙图所示．一带电小球位于两板之间，已知小球在0～t时间内处于静止状态，在3t时刻小球恰好经过静止时的位置，整个过程带电小球没有与金属板相碰．则乙图中Ux的值为（　　）
A．3U0B．4U0C．5U0D．6U0
13．某同学通过实验探究动能定理，装置如图所示．
在一倾斜的气势导轨固定在水平面上，已测得导轨总长为L，斜面高h，气势导轨A、B两点各有一个光电门，一带条形遮光片的滑块，已知其质量为M，用一根细绳跨过光滑定滑轮，将滑块与质量为m的钩码相连；现测得遮光条的宽度为d，A点到B点的距离为s，可以认为遮光片通过光电门的平均速度看作通过该位置的瞬时速度，待钩码静止时，将滑块由静止从斜面顶端释放，滑块通过光电门A的时间为t1，通过光电门B的时间为t2．用g表示重力加速度．
（1）则在滑块下滑过程中，滑块在A点的动能为EK1=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$，在B点的动能为EK2=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}$．（用题中字母表示）
（2）当实验中满足条件M＞＞m时，可以认为滑块受的合理为$mg+Mg\frac{h}{L}$，则滑块从A运动到B的过程中，合力对滑块做的功为W=$（m+M\frac{h}{L}）gs$．（用题中字母表示）
（3）如果试验中$（m+M\frac{h}{L}）gs$=$\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{2}^{\;}}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}M（\frac{d}{{t}_{1}^{\;}}）_{\;}^{2}$，则验证了动能定理．（用题中字母表示）
14．如图1所示是某同学做“探究功与速度变化的关系”的实验装置图，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当把2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打点的纸带测出．
（1）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以在不加橡皮筋时，使木板适当倾斜来平衡摩擦阻力．下面操作正确的是D．
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，轻推一下能够匀速下滑即可
（2）关于本实验的操作，下列叙述正确的是CD．
A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C．实验时，应使小车靠近打点计时器并由静止释放
D．先接通打点计时器电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（3）在正确操作的情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的．如图2为第三次实验中通过打点计时器获得的纸带，其中每两个计数点间还有一个点未标出．已知打点计时器使用的交流电周期为0.02s．为了测量小车获得的速度，应选图2中的CD段（填AB或CD）来计算小车的速度v0．

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