（江浙選考1）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 機(jī)械能及其守恒定律 考點(diǎn)強(qiáng)化練16 機(jī)械能和機(jī)械能守恒定律

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1、考點(diǎn)強(qiáng)化練16　機(jī)械能和機(jī)械能守恒定律 1.一只100 g的球從1.8 m的高處落到一個(gè)水平板上又彈回到1.25 m的高度,則下列關(guān)于整個(gè)過程中重力對(duì)球所做的功及球的重力勢(shì)能的變化說法正確的是(g取10 m/s2)(　　) A.重力做功為1.8 J B.重力做了0.55 J的負(fù)功 C.物體的重力勢(shì)能一定減少0.55 J D.物體的重力勢(shì)能一定增加1.25 J 2.如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上,在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)撤去F后,物體將向右運(yùn)動(dòng),在物體向右運(yùn)動(dòng)的過程中,下列說法正確的是(　　) A.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減少

2、 B.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增加 C.彈簧的彈性勢(shì)能先增加再減少 D.彈簧的彈性勢(shì)能先減少再增加 3.下列關(guān)于機(jī)械能守恒的說法正確的是(　　) A.若只有重力做功,則物體機(jī)械能一定守恒 B.若物體的機(jī)械能守恒,一定只受重力 C.做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒 D.物體所受合外力不為零,機(jī)械能一定守恒 4.下列物體在運(yùn)動(dòng)過程中,機(jī)械能守恒的是(　　) A.被起重機(jī)拉著向上做勻速運(yùn)動(dòng)的貨物 B.一個(gè)做斜拋運(yùn)動(dòng)的鐵球 C.沿粗糙的斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng)的木塊 D.在空中向上做加速運(yùn)動(dòng)的氫氣球 5.(2017~2018學(xué)年鳳鳴高級(jí)中學(xué)高一下)如圖所示,某人將質(zhì)量為m的石塊從距地面h

3、高處斜向上方拋出,石塊拋出時(shí)的速度大小為v0,不計(jì)空氣阻力,石塊落地時(shí)的動(dòng)能為(　　) A.mgh B. C.-mgh D.+mgh 6.(2017~2018學(xué)年金華十校高二第二學(xué)期)某次籃球比賽中,小明站在罰球線處采用圖示站立姿勢(shì)將籃球投出,球以約2 m/s的速度撞擊籃筐。已知籃球質(zhì)量約為0.6 kg,籃筐離地高度約為3 m,忽略籃球受到的空氣阻力,則小明將球投出時(shí)對(duì)籃球做的功約為(　　) A.2 J B.8 J C.30 J D.100 J 7.如圖,光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi),一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為FN1,在高點(diǎn)時(shí)對(duì)

4、軌道的壓力大小為FN2。重力加速度大小為g,則FN1-FN2的值為(　　) A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg 8.(2018年3月嘉興物理選考模擬測(cè)試)如圖是一種名為“牙簽弩”的玩具弓弩,現(xiàn)豎直向上發(fā)射木質(zhì)牙簽,O點(diǎn)為皮筋自然長度位置,A為發(fā)射的起點(diǎn)位置。若不計(jì)一切阻力,則(　　) A.A到O的過程中,牙簽一直處于超重狀態(tài) B.A到O的過程中,牙簽的機(jī)械能守恒 C.在上升過程中,弓和皮筋的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為牙簽的動(dòng)能 D.根據(jù)牙簽向上飛行的高度可測(cè)算出牙簽被射出時(shí)的速度 9.半徑分別為r1和r2(r1

5、,質(zhì)量相等的兩物體分別自半圓形槽左邊緣的最高點(diǎn)無初速度地釋放,在下滑過程中兩物體(　　) A.機(jī)械能均逐漸減小 B.經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等 C.機(jī)械能總是相等的 D.兩物體在最低點(diǎn)時(shí)加速度大小不相等 10.(多選)(2017~2018學(xué)年諸暨牌頭中學(xué)高二下)如圖所示,光滑軌道ABCD固定在豎直平面內(nèi),它由水平軌道AB和半徑為R的半圓軌道BCD組成,兩軌道相切于B點(diǎn)。一個(gè)可以看作質(zhì)點(diǎn)的小球以一定的初速度從A點(diǎn)射向B點(diǎn),恰好能通過最高點(diǎn)D。設(shè)小球在最高點(diǎn)D的重力勢(shì)能為零,關(guān)于小球在半圓軌道最低點(diǎn)B受到的支持力大小F和在B點(diǎn)的機(jī)械能E,下列說法正確的是(　　) A.F與R無關(guān) B.F

6、與R成正比 C.E與R無關(guān) D.E與R成正比 11. (多選)(2017江西廬山區(qū)月考)如圖所示,重10 N的滑塊在傾角為30°的斜面上,從a點(diǎn)由靜止下滑,到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧?；瑝K壓縮彈簧到c點(diǎn)開始彈回,返回b點(diǎn)離開彈簧,最后又回到a點(diǎn),已知ab=0.8 m,bc=0.4 m,那么在整個(gè)過程中(　　) A.滑塊滑到b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 B.滑塊動(dòng)能的最大值是6 J C.從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功是6 J D.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個(gè)過程機(jī)械能守恒 12.(2018浙江臺(tái)州高三上學(xué)期期末質(zhì)量評(píng)估)如圖所示是滑沙場(chǎng)地的一段,可視為傾角為30°的斜面,設(shè)人和滑車總質(zhì)量為m,人從距

7、底端高為h處的頂端沿滑道由靜止開始勻加速下滑,加速度為0.4g,人和滑車可視為質(zhì)點(diǎn),則從頂端向下滑到底端的過程中(　　) A.人和滑車獲得的動(dòng)能為0.4mgh B.人和滑車克服摩擦力做功為0.6mgh C.人和滑車減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D.人和滑車減少的機(jī)械能為0.2mgh 13.(多選)(2018浙江名校協(xié)作體)如圖所示,一固定光滑桿與水平方向成45°放置,桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)。一輕質(zhì)彈簧一端固定在O點(diǎn),另一端與套桿上的圓環(huán)相連。當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí),彈簧恰好處于原長?，F(xiàn)把圓環(huán)拉到豎直位置的A點(diǎn),由靜止開始釋放,運(yùn)動(dòng)至水平位置B點(diǎn)的過程中。下列說法中正確的是(　　)

8、 A.彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大 B.圓環(huán)的動(dòng)能一定先增加后減小 C.比較圓環(huán)A、B兩個(gè)位置,圓環(huán)減小的重力勢(shì)能小于增加的動(dòng)能 D.比較圓環(huán)A、B兩個(gè)位置,圓環(huán)減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能 14.[2018杭州高考命題預(yù)測(cè)卷(1)]興趣小組的同學(xué)們利用彈弓放飛模型飛機(jī)。彈弓的簡化構(gòu)造如圖所示,其中橡皮筋兩端點(diǎn)A、B固定在把手上。橡皮筋處于ACB時(shí)恰好為橡皮筋原長狀態(tài),將模型飛機(jī)的尾部放在C處,將C點(diǎn)拉至D點(diǎn)時(shí)放手,模型飛機(jī)就會(huì)在橡皮筋的作用下發(fā)射出去。C、D兩點(diǎn)均在AB連線的中垂線上,橡皮筋的質(zhì)量忽略不計(jì)?，F(xiàn)將模型飛機(jī)豎直向上發(fā)射,在它由D運(yùn)動(dòng)到C的過程中(　　) A.模型飛

9、機(jī)在C位置時(shí)的速度最大 B.模型飛機(jī)的加速度一直在減小 C.橡皮筋對(duì)模型飛機(jī)始終做正功 D.模型飛機(jī)的機(jī)械能守恒 15.物體做自由落體運(yùn)動(dòng),Ek代表動(dòng)能,Ep代表勢(shì)能,h代表下落的距離,v代表速度,t代表時(shí)間,以水平地面為零勢(shì)能面(不計(jì)一切阻力)。下列圖象能正確反映各物理量之間關(guān)系的是(　　) 16.已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以加速度a加速升高h(yuǎn),則在這段時(shí)間內(nèi),下列敘述正確的是(重力加速度為g)(　　) A.貨物的動(dòng)能一定增加mah-mgh B.貨物的機(jī)械能一定增加mah C.貨物的重力勢(shì)能一定增加mah D.貨物的機(jī)械能一定增加mah+mgh 17

10、.右圖是某公園設(shè)計(jì)的一種驚險(xiǎn)刺激的娛樂設(shè)施。管道除D點(diǎn)右側(cè)水平部分粗糙外,其余部分均光滑。若挑戰(zhàn)者自斜管上足夠高的位置滑下,將無能量損失的連續(xù)滑入第一個(gè)、第二個(gè)圓管軌道A、B內(nèi)部(圓管A比圓管B高)。某次一挑戰(zhàn)者自斜管上某處滑下,經(jīng)過第一個(gè)圓管軌道A內(nèi)部最高位置時(shí),對(duì)管壁恰好無壓力。則這名挑戰(zhàn)者(　　) A.經(jīng)過管道A最高點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于經(jīng)過管道B最低點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能 B.經(jīng)過管道A最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于經(jīng)過管道B最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能 C.經(jīng)過管道B最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管外側(cè)壁有壓力 D.不能經(jīng)過管道B的最高點(diǎn) 18.(2018浙江11月選考)在豎直平面內(nèi),某一游戲軌道由直軌道AB和彎曲的細(xì)管道BCD平

11、滑連接組成,如圖所示。小滑塊以某一初速度從A點(diǎn)滑上傾角為θ=37°的直軌道AB,到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為2 m/s,然后進(jìn)入細(xì)管道BCD,從細(xì)管道出口D點(diǎn)水平飛出,落到水平面上的G點(diǎn)。已知B點(diǎn)的高度h1=1.2 m,D點(diǎn)的高度h2=0.8 m,D點(diǎn)與G點(diǎn)間的水平距離L=0.4 m,滑塊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。 (1)求小滑塊在軌道AB上的加速度和在A點(diǎn)的初速度; (2)求小滑塊從D點(diǎn)飛出的速度; (3)判斷細(xì)管道BCD的內(nèi)壁是否光滑。 考點(diǎn)強(qiáng)化練16　機(jī)械能和機(jī)械能守恒定律 1.C　整個(gè)過程重力做功WG=mgh=0.1

12、×10×0.55 J=0.55 J,故重力勢(shì)能減少0.55 J,所以選項(xiàng)C正確。 2.D　當(dāng)力F作用在物體上時(shí),彈簧處于壓縮狀態(tài),具有彈性勢(shì)能,當(dāng)撤去力F后,物體向右運(yùn)動(dòng)。隨著物體向右運(yùn)動(dòng),彈簧的壓縮量逐漸減小,彈性勢(shì)能減少,當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時(shí),彈性勢(shì)能為零,但物體的運(yùn)動(dòng)速度仍然向右,繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),彈簧被拉長,彈性勢(shì)能增加,所以選項(xiàng)D正確。 3.A　若只有重力做功,則物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化,物體的機(jī)械能一定守恒,A正確;若物體的機(jī)械能守恒,物體不一定只受重力,也許還受其他力,但其他力做功的代數(shù)和為零,B錯(cuò)誤;做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體,如果除重力外的其他力做功為零,則機(jī)械能可能守恒,如做自

13、由落體運(yùn)動(dòng)的物體,C錯(cuò)誤;物體所受合外力不為零,如果除重力外的其他力做功不為零,則機(jī)械能不守恒,D錯(cuò)誤。 4.B　機(jī)械能守恒的條件是除重力與彈力外,沒有其他力對(duì)物體做功;被起重機(jī)拉著向上做勻速運(yùn)動(dòng)的貨物受到了向上的拉力,拉力對(duì)貨物做正功,故貨物的機(jī)械能增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;一個(gè)做斜拋運(yùn)動(dòng)的鐵球只受到重力的作用,故它的機(jī)械能是守恒的,選項(xiàng)B正確;沿粗糙的斜面向下做勻速運(yùn)動(dòng)的木塊受到了摩擦力的作用,摩擦力對(duì)木塊做負(fù)功,使得木塊的機(jī)械能減小,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在空中向上做加速運(yùn)動(dòng)的氫氣球受到浮力的作用,浮力對(duì)其做正功,故它的機(jī)械能也不守恒,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5.D　初狀態(tài)的機(jī)械能E=mgh+,則根據(jù)機(jī)械能守

14、恒定律得:mgh+=Ek,故選D。 6.B　根據(jù)題意籃筐離地高度約為H=3 m,假設(shè)小明投籃時(shí),籃球離地高度為h=1.8 m,對(duì)籃球做功為W,則根據(jù)動(dòng)能定理,從開始投籃,到籃球擊中籃筐,有W-mg(H-h)=mv2,其中v=2 m/s。代入數(shù)據(jù)解得W≈8 J,故B正確。 7.D　設(shè)小球在最低點(diǎn)時(shí)速度為v1,在最高點(diǎn)時(shí)速度為v2,根據(jù)牛頓第二定律有,在最低點(diǎn):FN1-mg=,在最高點(diǎn):FN2+mg=;從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理有mg·2R=,聯(lián)立可得:FN1-FN2=6mg,故選項(xiàng)D正確。 8.D　A到O的過程中,牙簽受到重力大小保持不變,受到向上的彈力逐漸變小,到達(dá)O點(diǎn)時(shí)橡皮筋恢復(fù)原

15、長,彈力為0。初始階段彈力大于重力時(shí),牙簽處于超重狀態(tài),當(dāng)彈力小于重力時(shí),牙簽處于失重狀態(tài),A錯(cuò)誤;A到O的過程中,牙簽和橡皮筋組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,牙簽的機(jī)械能增加,橡皮筋機(jī)械能減小,B錯(cuò)誤;弓和皮筋的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為牙簽的動(dòng)能和重力勢(shì)能,C錯(cuò)誤;牙簽向上飛行時(shí),做加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)公式v2-=2gh可估算出牙簽被射出時(shí)的速度,D正確。 9.C　兩物體下滑的過程中,均只有重力做功,故機(jī)械能守恒,A錯(cuò)誤,C正確;在最低點(diǎn),兩物體重力勢(shì)能不同,由機(jī)械能守恒定律可知,兩物體動(dòng)能不同,B錯(cuò)誤;物體由半圓形槽左邊緣到最低點(diǎn)的過程中,有mgr=mv2,在最低點(diǎn),兩物體的加速度a=,解得a=

16、2g,其與圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑無關(guān),D錯(cuò)誤。 10.AD　小球恰能通過最高點(diǎn),則在最高點(diǎn)重力充當(dāng)向心力,有mg=m,因?yàn)樾∏蛟谧罡唿c(diǎn)D的重力勢(shì)能為零,則小球在D點(diǎn)的機(jī)械能為mv2,由機(jī)械能守恒定律可知:小球在B點(diǎn)的機(jī)械能與D點(diǎn)的機(jī)械能相等,則E=mv2=mgR,所以E與R成正比,故D正確,C錯(cuò)誤;由B點(diǎn)到D點(diǎn)小球機(jī)械能守恒,可得:mv2=-2mgR,在B點(diǎn)有:F-mg=m,可解得F=6mg,所以F與R無關(guān),故B錯(cuò)誤,A正確。 11.CD　解析 滑塊能回到原出發(fā)點(diǎn),所以滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,D項(xiàng)正確;以c點(diǎn)為參考點(diǎn),則在a點(diǎn)滑塊的機(jī)械能為6 J,在c點(diǎn)時(shí)滑塊的速度為0,重力勢(shì)能也為0

17、,從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功等于彈性勢(shì)能的減少量,故為6 J,所以C項(xiàng)正確;由a到c的過程中,因重力勢(shì)能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能,動(dòng)能的最大值在平衡位置,小于6 J,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。 12.D　設(shè)受到的摩擦力是Ff,加速度大小為0.4g,則沿斜面的方向:mgsin 30°-Ff=ma,解得:Ff=0.1mg,人和滑車下滑的過程中重力和摩擦力做功,獲得的動(dòng)能為(mgsin θ-Ff)·=Ek,代入數(shù)據(jù)解得:Ek=0.8mgh,故A錯(cuò)誤;整個(gè)下滑過程中人和滑車減少的機(jī)械能為ΔE=mgh-Ek=mgh-0.8mgh=0.2mgh,故D正確;整個(gè)下滑過程中人和滑車減少的機(jī)械能為0.2mgh,所以人和滑車

18、克服摩擦力做功為0.2mgh,故B錯(cuò)誤;由以上的分析可知,人下滑的過程中受到摩擦力的作用,人和滑車減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能,故C錯(cuò)誤。 13.AD　當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí),彈簧恰好處于原長,此時(shí)彈性勢(shì)能為零,所以由A運(yùn)動(dòng)到P的過程,彈簧的彈性勢(shì)能減小,由P到B的過程,彈簧的彈性勢(shì)能增大,故A正確;由于不知道重力與彈簧彈力做功的大小關(guān)系,所以不能判斷動(dòng)能的變化情況,可能一直增大,也可能先增大后減小,故B錯(cuò)誤;圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,在A、B兩個(gè)位置,彈簧彈性勢(shì)能相等,所以圓環(huán)減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能,故C錯(cuò)誤,D正確。 14.C　從D到C,橡皮筋對(duì)模型飛機(jī)的彈力先大于重力,后小

19、于重力,根據(jù)牛頓第二定律可知,加速度先減小后增大,加速度方向先向上后向下,則模型飛機(jī)的速度先增大后減小,故A、B錯(cuò)誤;橡皮筋對(duì)模型飛機(jī)的彈力與位移方向一直相同,所以橡皮筋對(duì)模型飛機(jī)的彈力始終做正功,而非重力做功等于機(jī)械能的增加量,故模型飛機(jī)的機(jī)械能一直在增大,故C正確, D錯(cuò)誤。 15.B　由機(jī)械能守恒定律得Ep=E-Ek,可知?jiǎng)菽芘c動(dòng)能關(guān)系的圖象為傾斜的直線,C錯(cuò);由動(dòng)能定理得Ek=mgh,則Ep=E-mgh,故勢(shì)能與h關(guān)系的圖象也為傾斜的直線,D錯(cuò);Ep=E-mv2,故勢(shì)能與速度關(guān)系的圖象為開口向下的拋物線,B對(duì);Ep=E-mg2t2,勢(shì)能與時(shí)間關(guān)系的圖象也為開口向下的拋物線,A錯(cuò)。

20、16.D　據(jù)牛頓第二定律,物體所受的合外力F=ma,則動(dòng)能的增加量為mah,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;重力勢(shì)能的增加量等于克服重力做的功mgh,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;機(jī)械能的增量為除重力之外的力做的功(ma+mg)h,選項(xiàng)B錯(cuò)誤、選項(xiàng)D正確。 17.C　管A最高點(diǎn)恰好無壓力,可得出mg=m,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,A、B選項(xiàng)中機(jī)械能和動(dòng)能都是相等的,選項(xiàng)C中由于管B低,到達(dá)B最高點(diǎn)的速度vB>vA,由FN+mg=m>m=mg,即FN>0即經(jīng)過管道B最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管外側(cè)壁有壓力,故選C。 18.答案 (1)6 m/s　(2)1 m/s　(3)不光滑 解析 (1)取AB段研究,物體在AB上做勻減速運(yùn)動(dòng) 設(shè)初速度為vA,則=2ax a=- x= 聯(lián)立上式則vA=6 m/s、a=-8 m/s2 (2)取DG段研究,物體做平拋運(yùn)動(dòng),h2=gt2、L=vD1t,則vD1=1 m/s (3)取BD段研究,假設(shè)光滑,根據(jù)機(jī)械能守恒定律=mg(h1-h2) 則vD2=2 m/s≠vD1 因此是有阻力的。 6