您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 行业资料 > 能源与动力工程 > 2020高三高考物理二轮复习专题强化练习卷:机械能守恒及能量守恒定律
机械能守恒及能量守恒定律1.(2019·山西高三二模)2018年2月13日,平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中,我国选手刘佳宇荣获亚军。如图所示为U形池模型,其中a、c为U形池两侧边缘,在同一水平面,b为U形池最低点。刘佳宇从a点上方h高的O点自由下落由左侧进入池中,从右侧飞出后上升至最高位置d点相对c点高度为h2。不计空气阻力,下列判断正确的是()A.从O到d的过程中机械能减少B.从a到d的过程中机械能守恒C.从d返回到c的过程中机械能减少D.从d返回到b的过程中,重力势能全部转化为动能2.(2019·广东省“六校”高三第三次联考)(多选)如图固定在地面上的斜面倾角为θ=30°,物块B固定在木箱A的上方,一起从a点由静止开始下滑,到b点接触轻弹簧,又压缩至最低点c,此时将B迅速拿走,然后木箱A又恰好被轻弹簧弹回到a点。已知木箱A的质量为m,物块B的质量为3m,a、c间距为L,重力加速度为g。下列说法正确的是()A.在A上滑的过程中,与弹簧分离时A的速度最大B.弹簧被压缩至最低点c时,其弹性势能为0.8mgLC.在木箱A从斜面顶端a下滑至再次回到a点的过程中,因摩擦产生的热量为1.5mgLD.若物块B没有被拿出,A、B能够上升的最高位置距离a点为L43.(2019·东北三省三校二模)(多选)如图所示,竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2,两杆分离不接触,且两杆间的距离忽略不计。两个小球a、b(视为质点)质量均为m,a球套在竖直杆L1上,b球套在水平杆L2上,a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接。将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45°),不计一切摩擦,已知重力加速度为g。在此后的运动过程中,下列说法中正确的是()A.a球和b球所组成的系统机械能守恒B.b球的速度为零时,a球的加速度大小一定等于gC.b球的最大速度为2+2gLD.a球的最大速度为2gL4.(2019·安徽省阜阳市第三中学模拟)(多选)如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为2m、m,开始时细绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上,放手后物体A下落,与地面即将接触时速度大小为v,此时物体B对地面恰好无压力,不计一切摩擦及空气阻力,重力加速度大小为g,则下列说法中正确的是()A.物体A下落过程中,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒B.弹簧的劲度系数为2mghC.物体A着地时的加速度大小为g2D.物体A着地时弹簧的弹性势能为2mgh5.(2019·江西高三九校3月联考)(多选)如图所示,左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗,碗口直径AB水平,O为球心,碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮,细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2,且m1>m2。开始时m1恰在A点,m2在斜面上且距离斜面顶端足够远,此时连接m1、m2的细绳与斜面平行且恰好伸直,C点位于圆心O的正下方。当m1由静止释放开始运动,则下列说法中正确的是()A.m2沿斜面上滑过程中,地面对斜面的支持力始终保持恒定B.当m1运动到C点时,m1的速率是m2速率的2倍C.m1可能沿碗面上升到B点D.在m1从A点运动到C点的过程中,m1与m2组成的系统机械能守恒6.(2019·郑州二模)蹦极是一项考验体力、智力和心理承受能力的空中极限运动。跳跃者站在约50m高的塔台上,把一根原长为L的弹性绳的一端绑在双腿的踝关节处,另一端固定在塔台上,跳跃者头朝下跳下去。若弹性绳的弹力遵守胡克定律,不计空气阻力,则在跳跃者从起跳到第一次下落到最低点的过程中,跳跃者的动能Ek(图线①)和弹性绳的弹性势能Ep(图线②)随下落高度的变化图象中,大致正确的是()7.(2019·辽宁大连二模)(多选)如图甲所示,固定斜面的倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以初速度v0沿斜面向上做匀减速运动,经过一段时间后又沿斜面下滑回到底端,整个过程小物块的vt图象如图乙所示。下列判断正确的是()A.物块与斜面间的动摩擦因数μ=33B.上滑过程的加速度大小是下滑过程的2倍C.物块沿斜面上滑的过程中机械能减少316mv20D.物块沿斜面下滑的过程中动能增加14mv208.(2019·江苏南京、盐城高三第三次调研)(多选)如图所示,光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点。轻弹簧左端固定于竖直墙面,用质量为m1的滑块压缩弹簧至D点,然后由静止释放滑块,滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上。换用相同材料、质量为m2的滑块(m2m1)压缩弹簧至同一点D后,重复上述过程。不计滑块经过B点时的机械能损失,下列说法正确的是()A.两滑块到达B点的速度相同B.两滑块沿斜面上升过程中的加速度相同C.两滑块上升到最高点的过程中克服重力做的功相同D.两滑块上升到最高点的过程中因摩擦产生的热量相同9.(2019·辽宁铁路实验中学模拟)如图所示,半径为R的光滑圆环竖直固定,质量为3m的小球A套在圆环上,长为2R的刚性轻杆一端通过铰链与A连接,另一端通过铰链与滑块B连接;滑块B质量为m,套在水平固定的光滑杆上。水平杆与圆环的圆心O位于同一水平线上。现将A置于圆环的最高处并给A一微小扰动(初速度可视为零),使A沿圆环顺时针自由下滑,不计一切摩擦,A、B可视为质点,重力加速度大小为g。求:(1)A滑到与圆心O同高度时的速度大小;(2)A下滑至杆与圆环第一次相切的过程中,杆对B做的功。10.(2019·广东惠州二模)如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点P后又进入水平轨道CD上。已知赛车在水平轨道AB部分和CD部分运动时受到阻力恒为车重的0.5倍,即k=Ffmg=0.5,赛车的质量m=0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m,圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力可忽略,取重力加速度g=10m/s2。某次比赛,要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在CD轨道上运动的路程最短。在此条件下,求:(1)赛车在CD轨道上运动的最短路程;(2)赛车电动机工作的时间。参考答案1.【答案】A【解析】运动员从高h处自由下落由左侧进入池中,从右侧飞出后上升的最大高度为h2,摩擦力做负功,机械能减小,故A正确;从a到d的过程中,摩擦力做负功,则机械能不守恒,故B错误;从d返回到c的过程中,只有重力对运动员做功,机械能守恒,故C错误;从d返回到b的过程中,摩擦力做负功,运动员的重力势能转化为运动员的动能和因摩擦产生的内能,故D错误。2.【答案】BC【解析】在A上滑的过程中,A与弹簧分离是弹簧恢复原长的时候,在此之前A已经开始减速,故与弹簧分离时A的速度不是最大,A错误;设弹簧被压缩至最低点c时,其弹性势能为Ep,在A、B一起下滑的过程中,由功能关系有4mgLsinθ=μ·4mgLcosθ+Ep,将物块B拿出后,木箱A从c点到a点的过程,由功能关系可得Ep=mgLsinθ+μmgLcosθ,联立解得Ep=0.8mgL,摩擦生热Q=3mgLsinθ=1.5mgL,故B、C正确;若物块B没有被拿出,且A、B一起从c点上滑的距离L′大于弹簧原长,则有Ep=4mgL′sinθ+μ·4mgL′cosθ,解得L′=L4,故A、B能够上升的最高位置距离a点为34L,D错误。3.【答案】AC【解析】a球和b球组成的系统除重力外没有其他力做功,只有a球和b球的动能和重力势能相互转化,因此a球和b球的机械能守恒,A正确;设轻杆L和水平杆L2的夹角为θ,由速度关联可知vbcosθ=vasinθ,得vb=vatanθ,可知当b球的速度为零时,轻杆L处于水平位置和L2杆平行,此时a球在竖直方向只受重力mg,因此a球的加速度大小为g,当va=0时,vb也为0,如题图所示位置,此时a的加速度小于g,故B错误;当杆L和杆L1平行成竖直状态,球a运动到最下方,球b运动到L1和L2交点的位置的时候,球b的速度达到最大,此时由速度的关联可知a球的速度为0,因此由机械能守恒定律有:mg(22L+L)=12mv2b,得vb=2+2gL,C正确;当轻杆L向下运动到杆L1和杆L2的交点的位置时,此时杆L和杆L2平行,由速度的关联可知此时b球的速度为0,由机械能守恒定律有:22mg·L=12mv2a,得va=2gL,此时a球具有向下的加速度g,因此此时a球的速度不是最大,a球将继续向下运动到加速度为0时速度达到最大,D错误。4.【答案】AC【解析】由题可知,物体A下落过程中,B一直静止不动,对于物体A和弹簧组成的系统,只有重力和弹力做功,则物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,故A正确;A即将触地时,物体B对地面的压力恰好为零,故弹簧的拉力为T=mg,开始时弹簧处于原长,由胡克定律知:T=kh,得弹簧的劲度系数为k=mgh,故B错误;物体A着地时,细绳对A的拉力等于mg,对A受力分析,根据牛顿第二定律得2mg-mg=2ma,得a=g2,故C正确;物体A与弹簧组成的系统机械能守恒,有:2mgh=Ep+12×2mv2,所以Ep=2mgh-mv2,故D错误。5【答案】ABD【解析】m2沿斜面上滑过程中,m2对斜面的压力是一定的,斜面的受力情况不变,由平衡条件可知地面对斜面的支持力始终保持恒定,故A正确;设小球m1到达最低点C时m1、m2的速度大小分别为v1、v2,则有:v1cos45°=v2,则v1=2v2,故B正确;在m1从A点运动到C点的过程中,m1与m2组成的系统只有重力做功,系统的机械能守恒,D正确;由于m1、m2组成的系统机械能守恒,m2的机械能增加必导致m1的机械能减少,故m1不可能沿碗面上升到B点,C错误。6.【答案】B【解析】设弹性绳的伸长量为x,则F弹=kx,伸长量在0~x间时F弹=12kx,故W弹=-12kx2,即Ep弹=12kx2。根据能量守恒定律得,跳跃者和弹性绳增加的动能和弹性势能之和等于减小的重力势能,即ΔEk+ΔEp=|ΔE重|,则Ek=|ΔE重|-ΔEp=mgh-12kx2,O~L阶段,弹性绳未伸长,x=0,则Ek=mgh,当跳跃者下落L后,x增大,且x=h-L,则Ek=mgh-12k(h-L)2,Ek与h是二次函数关系,其变化图象是曲线,且刚开始阶段,合力向下,速度继续增大,动能增加,直至合力为零时,速度最大,动能最大;O~L阶段,弹性绳未伸长,弹性势能为零,当hL后,x增大,且x=h-L,则Ep=12k(h-L)2,Eph图线是开口向上的抛物线,故B正确。7.【答案】BD【解析】由vt图得上滑过程的加速度大小:a=v0t0,下滑过程的加速度大小:a′=0.5v0t0,所以上滑过程的加速度大小是下滑过程的2倍,B正确;根据题意,物块上滑阶段,由牛顿第二定律可知:mgsinθ+μmgcosθ=mv0t0,同理下滑过程:mgsinθ-μmgcosθ=m0.5v0t0,联立解得:μ=39,A错误;联立mgsinθ+μmgcosθ=mv0t0与mgsinθ-μmgcosθ=m0.5v0t0两式,可得:f=μmgcosθ=mv04t0,上滑过程中,机械能减小量等于克服摩擦力做的功:ΔE=Wf=f·v0t02=18mv20,C错误;对物块上滑和下滑的全过程,根据动能定理得Ek-12mv20=-2fx,其中f=mv04t0,x=12v0t0,解得:Ek=14mv20,D正确。8.【答案】BCD【解析】两次实验,弹簧压缩形变是相同的,所以弹性势能相等,两滑块到达B点的动能是相等的,即12m1v21=12m2v22,又m2m1,所以v1v2,两滑块到达B点的速度不相同,A错误;沿斜面上升时,物体受到重力、支持力、摩擦力,根据牛顿运动定律可得,ma=mgsinθ+μmgcosθ,a=gsinθ+μgcosθ,两滑块材料相同,故动摩擦因数μ相同,故两滑块上升过程中加速度
本文标题:2020高三高考物理二轮复习专题强化练习卷:机械能守恒及能量守恒定律
链接地址:https://www.777doc.com/doc-7110131 .html