(新高考)高考物理二轮复习专题练习：专题6《机械能守恒定律》(含答案)

专题6 机械能守恒定律 专题训练 一、单选题 1．（2022·湖北·武汉东湖新技术开发区教育发展研究院模拟预测）伽利略的理想斜面实验反映了一个重要事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，自由释放的小球必将准确地运动到它开始释放相同高度的点，绝不会更高一点，这说明，小球在运动过程中有一个“物理量”是不变的，这个“物理量”是（　　） A．弹力 B．速度 C．动能 D．机械能 2．（2021·湖南·模拟预测）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段都是半径为R的四分之一圆弧，A、C处切线均沿水平方向，轨道固定在竖直平面内。一质量为m的小球从距离水平地面高为H的管口D处由静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是（　　） A．小球落到地面时相对于A点的水平位移为2 B．小球落到地面时相对于A点的水平位移为 C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H＞2R D．小球能从细管A端水平抛出的条件是HR 3．（2022·江苏南通·二模）如图所示，水平轻弹簧一端固定，另一端与滑块连接，当滑块轻放在顺时针转动的水平传送带上瞬间，弹簧恰好无形变。在滑块向右运动至速度为零的过程中，下列关于滑块的速度v、加速度a随时间t，滑块的动能Ek、滑块与弹簧的机械能E随位移x变化的关系图像中，一定错误的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题 4．（2022·广东韶关·模拟预测）如图所示，拉力F将物体沿斜面向下拉，已知拉力大小与摩擦力大小相等，则下列说法中正确的是（　　） A．物体的动能增加 B．物体的动能保持不变 C．物体的总机械能增加 D．物体的总机械能保持不变 5．（2022·河南洛阳·二模）如图甲，在倾角为θ=30°的斜面上放一轻质弹簧，其下端固定，静止时上端位置在B点。小物块在A点由静止释放，从开始运动的一段时间内的v-t图像如图乙所示。小物块在0.8s时运动到B点，在1.0s时到达C点（图中未标出），在1.3s时到达D点，经过一段时间后又回到B点，且速度不为零。取g=10m/s2。由图知（　　） A．小物块从A点运动到D点的过程中，小物块在C点时，弹簧的弹性势能最小 B．小物块从A点运动到D点的过程中，小物块机械能不断减少 C．小物块从D点运动到B点的过程中，加速度不断减小 D．小物块第一次经过B点的加速度值小于第二次经过B点的加速度值 6．（2022·山东·烟台市教育科学研究院一模）如图所示，内壁光滑的圆形细管固定在倾角为θ的斜面上，其半径为R，A、C分别为细管的最高点和最低点，B、D为细管上与圆心O处于同一水平高度的两点，细管内有一直径稍小于细管内径的质量为m的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻对小球施加轻微扰动，使小球自A向B沿着细管开始滑动。以过直线BOD的水平面为重力势能的参考平面，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．小球不能返回到A点 B．小球自A点到B点的过程中，重力的瞬时功率一直增大 C．小球在C点时的机械能为2mgRsinθ D．小球到达D点时，细管对小球的作用力大小为 7．（2022·全国·模拟预测）如图，在竖直平面内有光滑轨道段是竖直轨道，段是半径为R的半圆弧轨道，均与圆心等高，两个完全相同的小球（可视为质点）用一根长为的轻杆连接在一起，套在段轨道上，则从Q球在B点处由静止释放到两球第一次上升到最高点过程中，下列说法正确的是（　　） A．整个过程中两球与轻杆组成的系统机械能守恒 B．两球第一次上升到最高点时，Q球可能位于C处 C．当小球Q位于半圆弧轨道最低点时，小球Q的速度是小球P速度的2倍 D．当小球P下降的速度为零时，连接小球的轻杆与成30°角 8．（2022·广东·模拟预测）如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接物块1，物块1又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上、开始时用手托住滑块2，使绳子刚好伸直处于水平位置但无张力，此时弹簧的压缩量为d．现将滑块2从A处由静止释放，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为3d，AC间距离为4d，不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法中正确的是（　　） A．滑块2下滑过程中，加速度一直减小 B．滑块2经过B处时的加速度等于零 C．物块1和滑块2的质量之比为3：2 D．若滑块2质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块2由A处从静止滑到C处，滑块2到达C处时，物块1和滑块2的速度之比为4：5 9．（2022·全国·模拟预测）质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑距离s的变化如图中直线I、Ⅱ所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取。则（　　） A．物块上滑过程中机械能守恒 B．物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4N C．物块下滑时加速度的大小为 D．物块返回到斜面底端时的动能为10J 10．（2022·广东梅州·一模）如图所示，倾角为的固定斜面下端固定一挡板，一劲度系数为k的轻弹簧下端固定在挡板上。现将一质量为m的小物块从斜面上离弹簧上端距高为s处，由静止释放，已知物块与斜面间的动摩擦因数为，物块下滑过程中的最大动能为，则小物块从释放到运动至最低点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A． B．物块刚与弹簧接触的瞬间动能最大 C．物块与弹簧接触后运动到最低点的过程中加速度先减小后增大 D．弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物块做功之和 11．（2022·广东韶关·一模）图（a）为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴OO＇在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图（b）所示。若要打中靶心的“10”环处，可能实现的途径有（　　） A．仅增大石子的质量 B．仅增大配重的质量 C．仅增大投石机到靶的距离 D．仅增大θ角 12．（2022·河南·二模）如图所示，光滑斜面倾角θ=60°，其底端与竖直平面内半径R的光滑圆弧轨道平滑对接，位置D为圆弧轨道的最低点。两个质量均为m的小球A和小环B（均可视为质点）用L=1.5R的轻杆通过轻质铰链相连。B套在固定竖直光滑的长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心，初始时轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球通过轨道连接处时无能量损失（速度大小不变）。重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A．刚释放时，小球A的加速度大小为 B．小球A由静止释放运动到最低点时，机械能一直减小 C．小球A运动到最低点时的速度大小为 D．已知小球A运动到最低点时，小环B的瞬时加速度大小为a，则此时小球A受到圆弧轨道的支持力大小为5.5mg+ma 三、实验题 13．（2020·安徽·模拟预测）图甲为测定当地重力加速度的实验装置，不可伸长的轻摆线一端固连在铅质小圆柱的上端，另一端固定在O点。将轻绳拉至水平后由静止释放，在小圆柱通过的最低点附近安置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点通过光电门的挡光时间t，用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示。忽略空气阻力，实验步骤如下： (1)小圆柱的直径d＝________cm； (2)测出悬点到圆柱中心的距离l，并测出对应的挡光时间△t； (3)改变摆线的长度，重复步骤 (2)，多测几组数据； (4)以悬点到圆柱重心的距离l为纵坐标，以_______为横坐标，得到的图象是一条通过坐标原点的直线，如图丙所示。计算得该图线的斜率为k，则当地重力加速度g=_______(用物理量的符号表示)。 14．（2022·全国·北大附中一模）某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：a．开始时，系统在一外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，速度传感器测出C的速度为v．b．在实验中保持A、B质量不变，改变C的质量M，多次重复a． 回答下列问题： （1）该实验中，M和m大小关系必需满足M_____m（选填“小于”、“等于”或“大于”） （2）为便于研究速度v与质量M的关系，每次测C的速度时，C已下降的高度应_____（选填“相同”或“不同”） （3）根据所测数据，为更直观地验证机械能守恒定律，应作出_____（选填“ ”、“”、或“”）图线． （4）根据（3）问的图线，若图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为_____（用题给的已知量表示）． 四、解答题 15．（2021·北京·模拟预测）如图所示为竖直放置的四分之一圆弧轨道，O点是其圆心，轨道末端B切线水平。一小球从轨道顶端A点由静止释放，到达轨道底端经过B点水平飞出，最终落到水平地面上C点。已知轨道半径R=0.80m，B点距水平地面的高度h=0.80m，小球质量m=0.10kg，在B点的速度。忽略空气阻力，重力加速度。求： （1）小球落到C点时的速度大小v。 （2）C点与B点之间的水平距离x。 （3）小球克服圆弧轨道阻力做的功。 16．（2022·福建漳州·二模）如图，不可伸长的轻绳一端与质量为m的小球相连，另一端跨过两等高定滑轮与物块连接，物块置于左侧滑轮正下方的水平压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l。现用水平向右恒力将小球由最低处拉至轻绳与竖直方向夹角处，立即撤去F，此时传感装置示数为。已知物块始终没有脱离传感装置，重力加速度为g，不计滑轮的大小和一切摩擦，，，求： （1）撤去F时小球的速度大小； （2）小球返回最低处时轻绳的拉力大小； （3）小球返回最低处时传感装置的示数。 17．（2021·湖南湘潭·一模）如图所示，半径的光滑圆轨道与光滑斜直轨道平滑相接于点，水平、垂直水平地面，一质量为的小球在点静止释放，小球恰好通过点。已知，斜面倾角为，取，，，求： （1）之间的竖直高度； （2）小球从飞出后落在斜面上的点（图中没有画出），间的距离是多少？ 试卷第8页，共8页 参考答案： 1．D 2．C 3．D 4．AD 5．BD 6．BD 7．AD 8．BD 9．BD 10．ACD 11．AC 12．ACD 13．     1.02          14．     （1）大于；     （2）相同；     （3）；     （4） 15．（1）；（2）；（3） 16．（1）；（2）；（3） 17．（1）；（2） 答案第2页，共1页