2022年高中物理机械能守恒的应用选择题专题复习 .pdf

学习必备欢迎下载xxxXXXXX学校XXXX 年学年度第二学期第二次月考XXX 年级 xx 班级姓名： _班级： _考号： _ 题号一、选择题二、综合题三、填空题总分得分一、选择题（每空？分，共？分）1、如图所示为20XX年伦敦奥运会蹦床比赛中的一个场景，若运动员在蹦床上越跳越高，则下列说法中正确的是A.在每次上升的过程中，运动员先失重后超重B.在每次上升的过程中，运动员先超重后失重C.运动员某次离开蹦床时与前一次离开蹦床时相比，机械能不变D.运动员某次离开蹦床时与前一次离开蹦床时相比，机械能增大2、一个物体在下述运动中，在不计空气阻力的情况下机械能一定守恒的是：A.沿斜面向上的匀速直线运动B.竖直平面内的匀速圆周运动C.竖直方向的匀速直线运动D.平抛运动3、（ 2012 全国高考上海物理卷）如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是（）A.2R B.5R/3 C.4R/3 D.2R/3 4、如图 K247 所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为 30的斜面体置于水平地面上，A的质量为m，B的质量为4m. 开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态( 绳中无拉力 ) ，OB绳平行于斜面，此时B静止不动将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止下列判断中正确的是( ) AB受到的摩擦力先减小后增大B地面对斜面体的摩擦力方向一直向右评卷人得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 14 页学习必备欢迎下载CA的机械能守恒DA的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒图 K247 5、来自福建省体操队的运动员黄珊汕是第一位在奥运会上获得蹦床奖牌的中国选手蹦床是一项好看又惊险的运动，如图 K24 6 所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图，图中虚线PQ是弹性蹦床的原始位置，A为运动员抵达的最高点，B为运动员刚抵达蹦床时的位置，C为运动员抵达的最低点不考虑空气阻力和运动员与蹦床作用时的机械能损失，在A、B、C三个位置上运动员的速度分别是vA、vB、vC，机械能分别是EA、EB、EC，则它们的大小关系是( ) AvAvB，vBvCBvAvB，vBvCCEAEB，EBEC D EAEB，EBEC图 K246 6、伽利略曾设计如图K245 所示的实验，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处有钉子，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图 K245 7、如图 K244 所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 14 页学习必备欢迎下载A物体的重力势能减少，动能增加B斜面的机械能不变C斜面对物体的弹力垂直于接触面，不对物体做功D物体和斜面组成的系统机械能守恒图 K244 8、如图 K243 所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球，给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动在此过程中( ) A小球的机械能减少B重力对小球不做功C绳的拉力对小球不做功D在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少图 K243 9、如图 K242 所示，“神舟”飞船升空后，进入近地点为B、远地点为A的椭圆轨道上飞行飞行数圈后变轨，在过远地点A的圆轨道上做匀速圆周运动飞船由椭圆轨道运行变轨到圆形轨道运行后( ) A周期变短，机械能增加B周期变短，机械能减少C周期变长，机械能增加D周期变长，机械能减少图 K242 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 14 页学习必备欢迎下载10、一个物体自空中的某一高度由静止释放，其离地面的高度与运动速度平方的关系如图K241 所示，则 ( ) A物体做匀加速直线运动B物体做匀减速直线运动C若h020 m，则物体的机械能一定守恒D若h010 m，则物体 的机 械能可能守恒图 K241 11、某空间存在水平方向的匀强电场（图中未画出），带电小球沿如图所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动，此空间同时存在由A指向 B的匀强磁场，则下列说法正确的是（） A小球一定带正电 B小球可能做匀速直线运动 C带电小球一定做匀加速直线运动 D运动过程中，小球的机械能增大12、下列各种运动过程中，物体机械能守恒的是( 忽略空气阻力) （）A.将箭搭在弦上，拉弓的整个过程B.过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程C.在一根细线的中央悬挂着一物体，双手拉着细线慢慢分开的过程D.手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 14 页学习必备欢迎下载13、如图，质量为m的滑块从倾角为30的固定斜面上无初速地释放后匀加速下滑，取出发点为参考点，能正确描述滑块的速率、动能、势能、机械能与时间t ，位移关系的是14、质量为m的物体从静止开始以g/2 的加速度沿竖直方向匀加速上升高度h，则该物体的（）A动能增加了mgh/2 B机械能增加了mgh/2 C机械能减少了3mgh/2 D重力势能增加了mgh/2 15、如图所示，两个质量相等的小球A、B，分别用细线悬于等高的O1、O2点，A球悬线比B球的长，当把两球的悬线均拉到水平后，将小球无初速释放，则经最低点时（以悬点为零势能点）有（）AA球的动能大于B球的动能BA球的重力势能等于B球的重力势能CA球的机械能小于B球的机械能DA球对悬线的拉力大于B球对悬线的拉力16、如图所示，一粗糙斜面静止在水平面上，斜面上粗糙的木块正在沿斜面匀加速下滑，则下列说法中正确的是（A）由于重力对木块做负功，所以木块的重力势能减少。（B）由于摩擦力对木块做负功，所以木块的机械能减少。（C）木块增加的动能等于重力对它做的功。（D）木块减少的机械能转化其增加的内能。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 14 页学习必备欢迎下载17、如图所示，乒乓球上下振动，振动的幅度愈来愈小，关于乒乓球的机械能，下列说法中正确的是（）（A）机械能守恒（B）机械能减少（C）机械能增加（D ）机械能有时增加，有时减少18、如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0 时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点( 形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则（）（A） 运动过程中小球的机械能守恒（B）t2时刻小球的加速度为零（C）t1t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小（D）t2t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加19、物体由静止起自由下落，不计空气阻力，则以下关于物体相对于地面的重力势能与下落速度的关系图像正确的是（）20、 许多同学都看过杂技演员表演的“水流星”节目， 演员将一根细绳系着盛水的杯子，让杯子在竖直平面内做圆周运动，水不从杯里洒出，甚至当杯子运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出来。则在演员停止用力转绳时，下列关于其中的一只杯子的说法正确的是（）（A）受平衡力作用（B）重力势能保持不变（C）机械能不变（D）运动状态保持不变21、如右图所示，小球做平抛运动的初动能为6J，不计一切阻力，它落到斜面P点时的动能为( ) A、14J B、12J C、10J D、8J 22、如图，物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上在a精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 14 页学习必备欢迎下载点时物体开始与弹簧接触，到b点时物体速度为零则从a到b的过程中，物体A动能一直减小B重力势能一直减小C所受合外力先增大后减小D动能和重力势能之和一直减少23、质量为m的小球， 从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，如图所示， 若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为（）Amgh，减少mg(H-h) Bmgh，增加mg(H+h) C-mgh，增加mg(H-h) D-mgh，减少mg(H+h) 24、小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面，在上升至离地高度h 处时，小球的动能是势能的两倍；在下落至离地高度h 处时，小球的势能是动能的两倍，则h 等于A B C D25、如图所示，一物体从A处下落然后压缩弹簧至最低点，在此过程中最大加速度为a1，动能最大时的弹性势能为E1；若该物体从B处下落，最大加速度为a2, 动能最大时的弹性势能为E2，不计空气阻力，则有( ) A.a1=a2，E1E2 B.a1a2，E1E2 C.a1r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是: ( ) A 小球在CD间由于摩擦力而做减速运动 B 小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大 C 如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点 D 小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力29、如图所示，从光滑的1/4 圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面为水平，若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R1，半球的半径为R2，则R1和R2应满足的关系是: （）AR1R2BR1R2/2 CR1R2DR1R2/2 30、 一个小球在竖直环内至少做N次圆周运动， 当它第（N2） 次经过环的最低点时的速度是7m/s；第（N1）次经过环的最低点时的速度是5m/s，则小球在第N次经过环的最低点时的速度v一定满足（）Av1m/s Bv=1m/s Cv1m/s D前面三种情况都有可能31、为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图3 所示，当此车减速上坡时，乘客（） A处于失重状态 B 重力势能增加 C受到向前的摩擦力作用 D 所受力的合力沿斜面向上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 14 页学习必备欢迎下载32、一个质量为 m的质点，在外力F和重力的作用下，由静止开始斜向下作匀加速直线运动，加速度方向与竖直方向成角。为使质点机械能保持不变，F的大小必须等于Amg Bmgsin Cmgtan Dmgcos33、如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆 弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面不计一切阻力下列说法不正确的是（）A小球落地点离O点的水平距离为2RB小球落地点时的动能为5mgR/2C小球运动到半圆弧最高点P 时向心力为零D若将半圆弧轨道上部的1/4 圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高 0.5R 34、如图所示，物体B 的质量是物体A 的 1/2 ，在不计摩擦阻力的情况下，A物自高 H处由静止开始下落，且B始终在同一水平面上，若以地面为零势能面，当A的动能与其势能相等时，A距地面的高度是AH/5 B H/3 C 2H/5 D 4H/5 35、如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速v0，若v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同。下列说法中正确的是A如果，则小球能够上升的最大高度等于R/2 B如果，则小球能够上升的最大高度小于3R/2 C如果，则小球能够上升的最大高度等于2RD如果，则小球能够上升的最大高度等于2R二、综合题（每空？分，共？分）评卷人得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 14 页学习必备欢迎下载36、以初速为，射程为的平抛运动轨迹制成一光滑轨道。一物体由静止开始从轨道顶端滑下，当其到达轨道底部时。求：（1）物体的速度大小为多少？（2）物体水平方向的速度大小为多少? （重力加速度为。）37、如图所示，小球a 的质量为M，被一根长为L0.5m 的可绕 O轴自由转动的轻质细杆固定在其端点，同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个小球b 相连，整个装置平衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为30。若将小球a 拉水平位置（杆呈水平状态）开始释放，不计摩擦，重力加速度g取 10m/s2，竖直绳足够长，求当杆转动到竖直位置时，小球b 的速度大小。三、填空题（每空？分，共？分）38、如图所示 , 倔强系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块 1、 2 拴接 , 倔强系数为k2的轻质弹簧上端与物块2 拴接 , 下端压在桌面上（不拴接）, 整个系统处于平衡状态. 现施力将物块1 缓慢竖直上提, 直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面. 在此过程中 , 物块 2 的重力势能增加了 , 物块 1 的重力势能增加了 . 39、如图所示，一根原长为L 的轻弹簧，竖直放置，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高为H处自由下落并压缩弹簧。若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为f ，则小球下落的整个过程中，小球动能的增量为，小球重力势能的增量为，弹簧弹性势能的增量为。40、在距离地面某高处，将小球以速度v0沿水平方向抛出，抛出时小球的动能与重力势能相等（以地面为参考面）。小球在空中飞行到某一位置A 时速度方向与竖直方向的夹角为a（不计空气阻力），则小球在A点的速度大小为，A点离地面高度为。评卷人得分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 14 页学习必备欢迎下载参考答案一、选择题1、BD. 解析：运动员由于对蹦床做功，使蹦床获得弹性势能，蹦床又将弹性势能转化成人的动能；由于运动员在蹦床上越跳越高，说明运动员对蹦床做的功越来越大，则运动员机械能越来越大，这一过程不满足机械能守恒条件，故A错 B对。每次上升的过程中，运动员均先加速上升( 加速度向上 ) ，后减速上升( 加速度向下 ) ，故运动员先超重后失重， D对。【命题思想】 考查对机械能概念、机械能守恒条件的深刻理解，考查运动过程的分析、能的转化过程的分析，对超重、失重概念的理解。2、D 3、答案： C 解析：当A 下落至地面时，B 恰好上升到与圆心等高位置，这个过程中机械能守恒，即：，接下来， B物体做竖直上抛运动，再上升的高度，两式联立得h=，这样 B上升的最大高度H=h+R=4R/3 ，即选项 C 正确。4、ABC 解析 首先判断B在整个过程中是否运动，当A未释放时B静止，则此时B受向上的静摩擦力f4mgsin 2mg. 假设在A运动的过程中B未动，则A下落的过程中机械能守恒，有mglOAmv2，对A进行受力分析可知，A运动至最低点时绳子拉力T最大，此时有Tmg，T 3mgf4mgsin 4mg，说明A摆动过程中不能拉动B，故小球A的机械能守恒，选项C正确、 D错误；斜面体对B的静摩擦力方向先沿斜面向上，后沿斜面向下，故先减小后增大，选项A正确；A下摆时对斜面体、B、定滑轮组成的系统有沿着绳子方向斜向左的拉力，由此可判断出地面对斜面体的摩擦力方向一直向右，故选项B正确5、AC 解析 运动员在最高点A的速度为零，刚抵达B位置时的速度不为零，vAvB，在最低点C的速度也为零，vBvC，故选项A 正确、 B 错误；以运动员为研究对象，BA过程，机械能守恒，EAEB，BC过程，弹力对运动员做负功，机械能减小，EBEC，故选项C 正确、 D错误6、C 解析 摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点，说明摆球的机械能守恒当物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面 (或弧线 )下滑时，只有重力做功，机械能守恒，其末速度的大小只与下滑的高度有关，选项C正确。7、AD 解析 在下滑过程中，物体对斜面相互间的作用力垂直于斜面，使斜面加速运动，斜面的动能增加；物体克服斜面对物体的作用力做功，机械能减少，动能增加，重力势能减少，选项A正确、 B错误物体沿斜面下滑时既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，弹力方向垂直于接触面，但与速度方向之间的夹角大于90，所以斜面对物体的弹力对物体做负功，选项C错误对物体与斜面组成的系统，仅有动能和重力势能之间的转化，因此系统机械能守恒，选项D正确精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 14 页学习必备欢迎下载8、AC 解析 斜面粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力和绳子的拉力，由于除重力做功外，摩擦力做负功，故机械能减少， A正确、 B错误；绳子张力总是与运动方向垂直，故不做功，选项C正确；小球动能的变化等于合外力做的功，即重力与摩擦力做功的代数和，选项D错误9、C 解析 椭圆轨道半长轴小于圆轨道半径，根据开普勒第三定律知，飞船由椭圆轨道运行变轨到圆形轨道运行后周期变长 飞船沿椭圆轨道运行时，在远地点由于万有引力大于做圆周运动需要的向心力而做向心运动；变轨时需要在远地点加速，使万有引力与做圆周运动需要的向心力相等，所以飞船由椭圆轨道运行变轨到圆形轨道运行后机械能增加故C正确。10、 AC 解析 由于物体离地面的高度h与速度平方v2的关系为一次函数关系，所以物体下落高度H与v2成正比，对比匀加速直线运动公式H可以判断a恒定， 即物体做匀加速直线运动，选项A 正确、 B错误；若h020 m，物体初始状态的机械能为E0mgh0 200m，末状态的机械能为Emv2200m，所以E0E，选项 C正确；同理可以判断选项D错误11、 CD 12、 D 13、 AC 14、 A；15、 A 16、 B 17、 B 18、 D 19、 C 20、 C 21、 .A 22、 BD 23、 D 24、 D 25、 C 26、CD 27、 D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 14 页学习必备欢迎下载28、 D 29、 D 30、 A 31、 AB 32、 B 33、 C 34、C 35、 ABD 二、综合题36、解：（ 1）设光滑轨道的高度为h, 则物体从轨道顶端滑到底端时，机械能守恒，所以（2）物体在轨道底端时水平方向的速度大小：37、（ 1）设小球b 的质量为m，当 M球处于平衡状态时，（ 1 分）（ 1 分）又（ 1 分）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 14 页学习必备欢迎下载解得（ 1 分）（2）当 a 球转到竖直位置时，a 球下落高度为L，绳与竖直方面成45角， b 球上升的高度为hL （ 1分）设此时 a 球、 b 球的速度分别为、有（ 2 分）在整个运动过程中，由机械能守恒. （ 3 分）由以上 3 式得出 b 球的速度（ 2 分）三、填空题38、，。39、0； mg(H+x-L) ；（ mg-f ）(H+x-L)（每空 2 分）40、，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 14 页