2019年高考物理总复习 5-3机械能守恒定律训练试题 新人教版.doc

2019年高考物理总复习 5-3机械能守恒定律训练试题 新人教版1(单选)(xx安徽)伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()A只与斜面的倾角有关B只与斜面的长度有关C只与下滑的高度有关D只与物体的质量有关解析物体沿光滑斜面(或弧线)下滑，只有重力做功，由机械能守恒定律，得mv2mgh，C项正确答案C2(多选)(2011课标全国)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析运动员到达最低点前，重力始终做正功，重力势能始终减小，A项正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力沿绳往上，故弹力做负功，弹性势能增加，B项正确；由机械能守恒的条件可知，C项正确；重力势能大小与重力势能零点的选取有关，但重力势能的改变与重力势能零点的选取无关，D项错误答案ABC3(多选)(xx江西师大附中临川一中高三联考)如图所示，A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连，置于固定斜面体的两个斜面的相同高度，处于静止状态，两斜面的倾角分别是53和37，若不计摩擦，以虚线所在处为零势能参考平面，剪断细绳后下列说法中正确的是()A两物体质量为mAmBB两物体着地时的动能EkAEkBC两物体着地时的动能EkAmA，则A项错误；剪断细绳后，A和B下滑，分别满足机械能守恒，两物体着地时的机械能为0，即0mghmv2，且着地时的速率v相等，因质量不等，着地时的动能不等，则B项错，C、D项正确答案CD4(单项)(xx南昌高三调研测试)如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面设物体在斜面最低点A时的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，不计小球与弹簧碰撞过程中的能量损失，则小球在C点时弹簧的弹性势能为()Amghmv2B.mv2mghCmghmv2 Dmgh解析由题意可知，在小球运动过程中，小球与弹簧整体的机械能守恒，由机械能守恒定律可得，mv2Epmgh，对比各选项可知，答案选B.答案B5(单选)(2011山东)如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在处相遇(不计空气阻力)则()A两球同时落地B相遇时两球速度大小相等C从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量D相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等解析设两球释放后经过时间t相遇，因它们的位移大小相等，故有v0tgt2gt2，得v0gt，这表明相遇时a球的速度为零，根据竖直上抛运动的对称性可知a球从抛出至落地时间为2t，而b球的落地时间小于2t，选项A、B错误；从开始到相遇，球a的机械能守恒，球a的动能减小量等于mgh/2；球b的机械能守恒，球b的动能增加量等于mgh/2，选项C正确；相遇后的任意时刻，a、b球的速度均不等，重力大小相同，所以重力的功率不等，选项D错误答案C6(多选)(xx东北三省四市高三等值诊断联合考试)如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，通过轻绳连接在一起，跨过光滑的定滑轮，圆环套在光滑的竖直杆上，设杆足够长开始时连接圆环的绳处于水平，长度为l，现从静止释放圆环不计定滑轮和空气的阻力，以下说法正确的是()A当M2m时，l越大，则小环m下降的最大高度h越大B当M2m时，l越大，则小环m下降的最大高度h越小C当Mm时，且l确定，则小环m下降过程中速度先增大后减小到零D当Mm时，且l确定，则小环m下降过程中速度一直增大解析设小环下降的最大高度为h，由系统机械能守恒可得，mghMg(l)，当M2m时，hl，所以A项正确；当Mm时，小环在下降过程中系统的重力势能一直在减少，即系统的动能一直在增加，所以D项正确答案AD7(多项)(xx云南一模)如图甲所示，质量相等、大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为，运动过程中两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示，则下列说法正确的是()A图乙中直线d表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系B图乙中曲线c表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系C45D60解析图甲中绳子对小球a的拉力大小随时间发生变化，而b球做匀速圆周运动，绳子对b球的拉力大小不变，所以图乙中曲线c表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系，直线d表示绳子对小球b的拉力大小随时间变化的关系，选项A错误，B项正确；由图乙可知绳子对a拉力最大时，绳子对两球拉力相等；以a球为研究对象，小球在最低点时绳子的拉力最大，此时有Fmgm，又mgL(1cos)mv2，解得F3mg2mgcos；对b球受力分析可知F，整理以上两式得2cos23cos10，解得cos1(舍去)或cos，即60，选项D正确，C项错误答案BD8(多选)(xx山西省一模)如图所示，绝缘轻质弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上现把与Q大小相同、电性相同的小球P，从斜面上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到运动至最低点的过程中，以下说法正确的是()A小球P的速度先增大后减小B小球P的速度最大时所受弹簧的弹力与库仑力的合力为零C小球P、弹簧、地球组成的系统机械能不守恒D小球P的重力势能、与小球Q间的电势能、弹簧的弹性势能及小球P的动能的总量守恒解析小球P向下运动的过程中，库仑斥力变小，弹簧弹力增大，故小球P受到的合力先向下再向上，小球P先加速后减速，故A项正确；小球P的速度最大时，弹簧的弹力、库仑力和重力沿斜面的分力的合力为零，B项错误；因为有库仑力做功，故三者组成的系统机械能不守恒，C项正确；全过程只发生了小球P的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹性势能的相互转化，总和不变，故D项正确答案ACD9(单选)(xx西安一模)如图为某探究活动小组设计的节能运输系统斜面轨道倾角为30，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为.木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程下列选项正确的是()AmMBM2mC在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能D木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度解析受力分析可知，木箱不与弹簧接触时下滑加速度为g(sincos)，上滑加速度为g(sincos)，所以D项正确设下滑的距离为l，根据能量守恒定律，有(mM)glcosMglcosmglsin，得m2M，A、B项错误；在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，所以C项错误答案D10(单选)(xx衡阳联考)匀速上升的升降机，顶部装有一只能显示拉力的传感器，传感器下面有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一质量为m的小球，如图甲所示，若升降机突然停止，并以此时为零时刻，在后面的一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，忽略空气阻力则()A0t1时间小球加速度减小Bt1t2时间小球、弹簧和地球组成的系统机械能减少Ct1t3时间小球动能先增大后减小Dt3t4时间弹簧弹性势能变化量大小等于小球动能变化量大小解析在0t1时间内，拉力小于重力，合外力方向向下，且mgFma，拉力F减小，由此可知加速度增大，选项A错误；在t1到t2时间内，由机械能守恒定律可知小球、弹簧、地球组成的系统机械能守恒，选项B错误；在0t1时间内，弹簧弹力减小，形变量变小，t1时刻恢复原长；t1到t2时间内，小球向下做加速运动，在t2时刻，弹力等于重力，此时小球的加速度减小到零，速度增大到最大，之后弹力大于重力，小球向下做减速运动，在t3时刻速度减小到零，故在t1到t3时间内，小球动能先增大后减小，选项C正确；在t3到t4时间内，小球向上做加速运动，在t4时刻弹力等于重力，此时小球向上的速度增大到最大，由机械能守恒定律可知，弹性势能的变化量等于小球动能和重力势能之和，选项D错误学法指导几个重要的功能关系：重力做功：重力势能和其他能相互转化，EpW；弹力做功：弹性势能和其他能相互转化；合外力做功：动能与其他形式能相互转化，EkW合；除重力、系统内弹力外，其他力做功：机械能与其他形式能相互转化，W其他E机，这种关系称作“功能原理”答案C11(单选)(xx福建)如图(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图(乙)所示，则()At1时刻小球动能最大Bt2时刻小球动能最大C. t2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析t1时刻为小球与弹簧刚接触的时刻，此后小球继续加速，当弹簧弹力等于重力时，速度达到最大，动能也最大，t2时刻为小球的最低点，动能为零，所以选项A、B错误；t2t3这段时间内小球由最低点向上运动，t3时刻离开弹簧，小球的动能先增大后减小，选项C正确；t2t3这段时间内小球和弹簧组成的系统机械能守恒，小球的弹性势能转化为重力势能和动能，小球增加的动能小于弹簧减小的弹性势能，选项D错误答案C12(多选)如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系一个小球a和b，跨过两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为.下列结论正确的是()A90B45Cb球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小Db球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大解析设b球能摆到最低点时，由机械能守恒得mv2mgl.又Tmgmv2/l，可得T3mg，故A项正确，B项错误球b在向下摆过程中竖直速度先增大后减小，所以重力的功率先增大后减小，故C项正确，D项错误答案AC13(xx郑州二模)特种兵过山谷的一种方法可简化为如图所示的模型：将一根长为2d、不可伸长的细绳的两端固定在相距为d的A、B两等高处，细绳上有小滑轮P，战士们相互配合，可沿着细绳滑到对面开始时，战士甲拉住滑轮，质量为m的战士乙吊在滑轮上，处于静止状态，AP竖直(不计滑轮与绳的质量，不计滑轮的大小及摩擦，重力加速度为g)(1)若甲对滑轮的拉力沿水平方向，求拉力的大小；(2)若甲将滑轮由静止释放，求乙在滑动中速度的最大值(结果可带根式)解析(1)设BP与竖直方向的夹角为，由几何关系，得(d/sin)(d/tan)2d根据三角函数关系，解得sin0.8，cos0.6，tan如图所示，对滑轮受力分析，由平衡条件，得mgFTFTcosFFTsin解得Fmg/2(2)设AP的长度为l，则ld/tan0.75d设滑轮在最低点时有最大速度v，设此时滑轮距AB线的高度为h.有h2d2(d/2)2由机械能守恒定律，得mg(hl)mv2得v答案(1)mg(2)14(xx北京海淀区高三第二学期适应性练习)如下图所示，是游乐场翻滚过山车示意图，斜面轨道AC、轨道CDE和半径R7.5 m的竖直圆形轨道平滑连接质量m100 kg的小车，从距水平面H20 m高处的A静止释放，通过最低点C后沿圆形轨道运动一周后进入弯曲、水平轨道CDE.重力加速度g10 m/s2，不计摩擦力和阻力求：(1)若小车从A点静止释放到达圆形轨道最低点C时的速度大小；(2)小车在圆形轨道最高点B时轨道对小车的作用力；(3)为使小车通过圆形轨道的B点，相对于C点所在的水平面，小车下落高度的范围解析(1)不计摩擦力和阻力，小车下滑过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律，有mgHmvvC20 m/s(2)设小车在圆形轨道最高点B的速度为vB，轨道对小车的作用力为FN，根据牛顿第二定律和机械能守恒定律有FNmgmmgHmg2Rmv解得FN333.3 N(3)设小车在圆形轨道最高点B恰好不脱离轨道时的速度为v，释放高度为h，则mghmg2Rmv2mgm解得h18.75 m为使小车能通过圆形轨道的最高点B，相对于C点所在的水平面，小车下落高度要大于等于18.75 m.答案(1)20 m/s(2)33.3 N(3)大于等于18.75 m