2022年高考物理备考之百所名校组合卷系列专题机械能守恒及其应用3.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载2022 高考物理备考之百所名校组合卷系列专题机械能守恒及其应用【试题 1】质量为 m的物体由静止开头以 2g 的加速度竖直向下运动 h 高度 . 以下说法中正确的是 A.物体的势能削减 2mgh B.物体的机械能保持不变C.物体的动能增加 2mghD.物体的机械能增加 mgh【试题出处】 2022 山东济南模拟【试题 2】如下列图,在地面上以速度v0 抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低 h的海平面上 . 如以地面为零势能面且不计空气阻力,就以下说法中不正确 的是 A.物体到海平面时的重力势能为mghB.重力对物体做

2、的功为mghC.物体在海平面上的动能为1 22mv 0mghD.物体在海平面上的机械能为1 22mv【解析】以地面为参考平面,物体在海平面时的重力势能为mgh,故 A 错误；抛出后的过程中机械能守恒,所以C、D正确；重力做功与路径无关,所以B正确 . 【答案】 A 【试题出处】 2022 长春一中模拟名师归纳总结 【试题 3】如下列图,长为L 的轻杆一段固定一质量为m的小球,另一端安装有固定转动轴第 1 页,共 12 页O,杆可在竖直平面内绕O 无摩擦转动 . 如在最低点P 处给小球一沿切线方向的初速度v0 2 gL,不计空气阻力,就以下说法正确选项 - - - - - - -精选学习资料 -

3、 - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载A.小球不行能到达圆周轨道的最高点 QB.小球能达到圆周轨道的最高点 C.小球能到达圆周轨道的最高点 D.小球能达到圆周轨道的最高点Q,且在 Q点受到轻杆向上的支持力 Q,且在 Q点受到轻杆向下的拉力 Q,且在 Q点恰好不受轻杆的弹力【解析】设小球能到达Q点,且到达Q点时具有速度v,由机械能守恒得：1 22mv 0mg 2L1 22mv可解得： v 0 在最高点,小球所需的向心力为零,故受轻杆向上的大小为 mg的支持力 . 【答案】 B 【试题出处】 2022 黄冈中学模拟【试题 4】用平行于斜面对下的拉力 力,就 A.物体做匀速运动 B.

4、合外力对物体做功等于零 C.物体的机械能削减 D.物体的机械能不变F将一个物体沿斜面往下拉动后,拉力的大小等于摩擦【解析】 物体所受的力中, 重力、拉力、摩擦力对物体做功,拉力与摩擦力做的功相互抵消,重力做功不影响机械能,故物体的机械能不变 . 【答案】 D 【试题出处】 2022 衡水中学模拟 mB2mA 左端 O【试题 5】如下列图,一根轻杆长为 2L,中点 A和右端点 B 各固定一个小球,为光滑水平转轴 . 开头时杆静止在水平位置,释放后将向下摇摆至竖直,在此过程中以 下说法正确选项 A.A、B 两球的机械能都守恒 B.A、B 两球的机械能不守恒,但它们组成的系统机械能守恒名师归纳总结

5、- - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载C.这一过程 O、A 间轻杆对 A 球做正功 D.这一过程 A、B 间轻杆对 A 球做正功【解析】两小球及轻杆组成的系统的机械能守恒,设摆到竖直时角速度为 ,有：【试题出处】 2022 启东中学模拟【试题 6】以下说法正确选项 A.假如物体所受到的合外力为零,就其机械能肯定守恒 B.假如物体的合外力做的功为零,就其机械能肯定守恒 C.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中,其机械能肯定守恒 D.做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒【解析】假如物体受到的合外力为零,机械能不肯定守恒.

6、如在竖直方向上物体做匀速直线运动,其机械能不守恒 . 所以选项 A、B 错误 . 物体沿光滑曲面自由下滑的过程中,只有重力做功, 所以机械能守恒 . 选项 C正确 . 做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒,如自由落体运动； 但有时也不守恒, 如在水平面上拉着一个物体加速运动,此时就不守恒 .选项 D正确 . 【答案】 CD 【试题出处】 2022 北京 101 中学模拟【试题 7】第 29 届奥林匹克运动会于2022 年 8 月 8 日至 8 月 24 日在中华人民共和国首都北京举办 . 奥运会中的投掷的链球、铅球、铁饼和标枪等体育竞赛项目都是把物体斜向上抛出的运动,如下列图,这些物体从被抛出

7、到落地的过程中 先减小后增大A. 物体的机械能名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载B.物体的机械能先增大后减小 C.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大 D.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小【解析】 如不考虑空气阻力的作用,这些物体被抛出后机械能守恒；如考虑空气阻力的作用,这些物体被抛出后机械能始终减小,而动能在上升的过程减小,下降的过程增加 . 选项 D正确 . 【答案】 D 【试题出处】 2022 曲靖一中模拟【试题 8】如下列图, 甲球由轻绳系住, 乙球由橡皮条系住,都从

8、水平位置由静止开头释放,当两球到达悬点正下方 K点时,橡皮条长度恰好与绳长相等,就在 K 点时两球速度大小的关系是 A.v甲v乙 B. v甲v乙 C.v乙v甲 D. v甲v乙【解析】甲球下摆的过程中机械能守恒,就有：1 22mv 甲mgL解得： v 甲2gL乙球下摆的过程橡皮条对其做负功、机械能不守恒,由动能定理得：1 22mv 乙mgL W可得： v乙m. 不计名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - B.A 削减的机械能等于学习好资料欢迎下载B 增加的机械能C.A 削减的重力势能等于 B 增加的重力势能D.A 和 B

9、组成的系统机械能守恒【解析】释放后 A 加速下降, B 加速上升,两物体的机械能都不守恒,但 A、B 组成的系统机械能守恒,即 EA EB. 【答案】 BD 【试题出处】 2022 南宁一中模拟【试题 10】如下列图,一均质杆长为2r ,从图示位置由静止开头沿光滑面 ABD滑动, AB是半径为 r 的1 4圆弧, BD为水平面 . 就当杆滑到BD位置时的速度大小为 A.gr 2 B.gr C.2grD.2gr【试题出处】 2022 金陵中学模拟【试题 11】如下列图,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在 A 处固定质量为 2m的小球, B 处固定质量为 m的小球,支架悬挂在 O点,可绕过

10、 O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动 . 开头时 OB竖直, 放手后开头运动, 在不计任何阻力的情形下,以下说法正确选项 A.A 球到达最低点时速度为零名师归纳总结 B.A 球机械能的削减量等于B 球机械能的增加量第 5 页,共 12 页C.B 球向左摇摆所能达到的最高位置应高于A 球开头运动的高度D.当支架从左向右回摆时,A 球肯定能回到起始高度【解析】 A、 B两球及支架组成的系统机械能守恒,应选项B、D正确；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 设 A 球能摆至最低点,且此时学习好资料欢迎下载A、B 两球的速度为v,由机械能守恒定律得：2mgLs

11、in mgLsin 1 2 2 3mv解得： v2 3gLsin 应选项 A 错误、 C正确 . 【答案】 BCD 【试题出处】 2022 北京师大附中模拟【试题 12】如下列图,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁 . 现让一小球自左端槽口 A 的正上方由静止开头下落,与半圆形槽相切从 A点进入槽内,就以下说法正确选项 A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功B.小球从 A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒C.小球从 A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球从下落至从右侧离开槽的过程机械

12、能守恒【试题出处】 2022 郑州一中模拟【试题 13】如下列图,质量分别是 mA和 mB的 A、B 两物体,用劲度系数为 k 的弹簧相连,处于静止状态 . 现对 A 施以竖直向上的力 F,并将其缓慢提起,当 B 对地面恰无压力时撤去 F,A 由静止向下运动至最大速度时,重力做的功为 2 2 2 2 2 2A.m Ag B.m Bg C.mA mAmB g D.mB mAmB gk k k k名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【解析】当学习好资料欢迎下载x1mAg k；当 B 恰好对地A 向下运动至平稳位置时速度最

13、大,此时弹簧的压缩量无压力时弹簧的伸长量x2mBg k. 故知 A从撤去 F至速度达到最大的过程中,重力做的功2 W G mAg x1x2 mA mAmB g k . 【答案】 C 【试题出处】 2022 武汉一中模拟【试题 14】如下列图,半径为R 的圆筒固定在小车上,小车以速度v 向右匀速运动,有一光滑小球相对静止在圆筒的最低点的高度可能 2 A.等于v 2g2 B.大于v 2g2 C.小于v 2gD.等于 2R. 当小车遇到障碍物突然停止时,小球在圆筒中上升【解析】当v5gR时,小球上升的高度2 hm 2Rv 2g；当 v2gR时,小球上升的高度hm2v 2g；当2gRv5gR时,小球上

14、升的高度2 hmv 2g. 【答案】 ACD 【试题出处】 2022 上海中学模拟名师归纳总结 【试题 15】如下列图,在始终立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A 的距离为第 7 页,共 12 页2x0,一质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B,压缩量为x0. 不计空气阻力,就 A.小球运动的最大速度等于2gx0B.小球运动的最大加速度为gC.弹簧的劲度系数为mg x0D.弹簧的最大弹性势能为3mgx0- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【试题出处】 2022 南开中学模拟【试题 16】在做“ 利用重物自由下落验

15、证机械能守恒定律” 的试验时,某同学依据正确的操作所选的纸带如下列图,其中 O点是起始点, A、B、C是打点计时器连续打下的 3 个点. 该同学用毫米刻度尺测量 率是 50 Hz. O点到 A、B、C各点的距离, 并记录在图中 . 已知电源的频1 这三个数据中,不符合有效数字读数要求的测量段是段,应记作 cm. 2 该同学用重物在 OB段的运动来验证机械能守恒定律,已知当地的重力加速度 g9.80 m/s 2,他用 AC段的平均速度作为跟 B 点对应的物体的瞬时速度,就该段重物的重力势能的削减量为,而动能的增加量为 结果均保留三位有效数字,重物的质量用 m表示 .这样验证的系统误差总是使重力势

16、能的削减量动能的增加量,缘由是 . 3 另一位同学依据同一条纸带、同一组数据,也用重物在 OB段的运动来验证机械能守恒 .不过他从打点计时器打下的第一个点 O数起,图中的 B 是打点计时器打下的第 9 个点 .因此他用 vB gt 来运算与 B 点对应的重物的瞬时速度,得到动能的增加量为 结果保留三位有效数字,重物的质量用 动能的增加量,缘由是 . m表示 ,这样验证的系统误差总是使重力势能的削减量名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料欢迎下载是由于速度v 是依据自由这样验证的系统误差总是使重力势能的削减量小

17、于动能的增加量,落体运动运算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大 . 【答案】 1 OC 15.70 21.22 m1.20 m 大于 速度 v 是实际速度,由于有摩擦,削减的重力势能一部分转化为内能31.23 m 小于速度 v 是依据自由落体运动运算的,对应的下落高度比实际测得的高度要大【试题出处】 2022 重庆一中模拟名师归纳总结 【试题 17】如下列图,质量m2 kg 的小球系在轻弹簧的一端,另一端固定在悬点O处,第 9 页,共 12 页将弹簧拉至水平位置A 处 弹簧处于原长 由静止释放, 小球到达 O点的正下方距O点 h0.5 m 处的 B点时速度 v2 m/s. 求小球从 A 运

18、动到 B 的过程中弹簧弹力做的功. 取g10 m/s2 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载【试题出处】 2022 成都四中模拟【试题 18】如图甲所示, 一粗细匀称的 U形管内装有肯定量水银竖直放置,右管口用盖板 A密闭一部分气体,左管口开口,两液面高度差为 h,U 形管中水银柱总长为 4h. 现拿去盖板, 水银柱开头流淌,当两侧液面第一次相平常,右侧液面下降的速度大小为多少？ 水银柱与管壁之间的阻力不计 【解析】如图乙所示,当右侧液面下降 重力势能变化为： Ep Sh 2gh2h 2时,两侧液面达到同一水平,这一过程中水银柱的其中

19、 、S分别水银的密度和水银柱的横截面积 由机械能守恒定律得：名师归纳总结 Ep Ek,即 sh 2gh 21 2 S 4h v2第 10 页,共 12 页可解得： v1 2gh. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 【答案】1 2gh学习好资料欢迎下载【试题出处】 2022 兰州一中模拟【试题 19】光滑的长轨道外形如图甲所示,底部为半圆形, 其半径为 R,固定在竖直平面内 . A、B两质量相同的小环用长为 R的轻杆连接在一起,套在轨道上 . 将 A、B两环从图示位置静止释放, A 环距离底端为 求：2R. 不考虑轻杆和轨道的接触,即忽视系统机械能的缺失

20、,1 A、B 两环都未进入半圆形底部前,杆上的作用力 . 2 当 A 环下滑至轨道最低点时,A、B的速度大小 . 【解析】 1 两环都未进入半圆形轨道前都做自由落体运动,杆上的作用力为零 . 2 当 A 环到达轨道最低点时,B 环也已进入半圆轨道 如图乙所示 ,由几何关系知两环的速度大小相等,设为 v,由机械能守恒定律得：12 2 mv 2mg 2Rmg2 RRsin 30 解得： v3gR 2 . 【答案】 1 两环都未进入半圆形轨道前都做自由落体运动,杆上的作用力为零2 A、B 的速度大小均为3gR2【试题出处】 2022 黑龙江调研试题【试题 20】如下列图,在同一竖直平面内,一轻质弹簧

21、静止放于光滑斜面上,其一端固定,名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 另一端恰好与水平线学习好资料欢迎下载O点,另一端系一质量为mAB平齐；长为L 轻质细线一端固定在的小球,将细线拉至水平,此时小球在位置C. 现由静止释放小球,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断,D点与 AB相距 h；之后小球在运动过程中恰好与弹簧接触并沿斜面方向压缩弹簧,弹簧的最大压缩量为 x. 试求：1 细绳所能承担的最大拉力 F. 2 斜面的倾角 . 3 弹簧所获得的最大弹性势能 Ep. 【解析】1 小球由 C运动到 D的过程机械能守恒, 就有

22、：mgL1 2 2mvv12gL解得：到 D点时小球的速度2 在 D点有： Fmgmv L 1解得： F3mg由牛顿第三定律知,细绳所能承担的最大拉力为3mg. vy2gh2 小球由 D运动到 A 的过程做平抛运动,由2 2ghv y,得在 A 点的竖直分速度故 tan vy v1h L即斜面与水平所成的夹角 arctan h L. 2 2 23 小球到达 A 点时,有： v A v y v 1 2g hL 小球在压缩弹簧的过程中,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,就有：Epmgxsin 1 22mv Ah L故 Epmg xh h LhL. 【答案】 13 mg2arctan3 mg xh hLhL 【试题出处】 2022 广州质量检测名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页