(新高考)高考物理二轮复习专题练习：专题7《能量守恒定律》(含答案)

专题7 能量守恒定律 专题训练 一、单选题 1．（2022·山东济宁·一模）如图所示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的木箱与轨道间的动摩擦因数为。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（货物与木箱之间无相对滑动），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。下列说法正确的是（　　） A．木箱与货物的质量之比为6：1 B．下滑与上滑过程中木箱速度最大的位置在轨道上的同一点 C．木箱与弹簧没有接触时，下滑的加速度与上滑的加速度大小之比为1：6 D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能 2．（2022·山东菏泽·一模）如图所示，粗糙程度处处相同、倾角为的倾斜圆盘上，有一长为L的轻质细绳，一端可绕垂直于倾斜圆盘的光滑轴上的O点转动，另一端与质量为m的小滑块相连，小滑块从最高点A以垂直细绳的速度开始运动，恰好能完成一个完整的圆周运动，则运动过程中滑块受到的摩擦力大小为（       ） A． B． C． D． 3．（2021·浙江温州·二模）用特殊材料做成的、质量均为的A、B两球，套在一根水平光滑直杆上，并将A球固定，以A的位置为坐标原点，杆的位置为x轴，建立坐标系，如图甲所示。两球间存在沿x轴的作用力，且大小随间距的变化而变化。两球之间因受到相互作用力而具有一定的势能，若其间的作用力做正功则势能减少，做负功则势能增加。根据这一规律，测出了其间的势能随位置坐标x的变化规律，如图乙所示。其中图线最低点的横坐标，图线右端的渐近线为虚线a（对应）。运动中不考虑其它阻力的影响，杆足够长，以下说法错误的是（　　） A．将小球B从处由静止释放后，它开始向x轴正方向运动 B．将小球B从处由静止释放后，它在运动中能达到的最大速度为 C．将小球B从处由静止释放后，它不可能第二次经过的位置 D．将小球B从处由静止释放后，它仅有一次经过的位置 4．（2022·上海·模拟预测）如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（　　） A．轻绳对m做的功等于m动能的增加 B．轻绳对M做的功大于轻绳对m做的功 C．M所受轻绳拉力与重力的总功大于M动能的增加 D．两滑块组成系统的机械能损失大于M克服摩擦力做的功 5．（2021·江苏·海安高级中学模拟预测）螺旋千斤顶由带手柄的螺杆和底座组成，螺纹与水平面夹角为，如图所示。水平转动手柄，使螺杆沿底座的螺纹槽（相当于螺母）缓慢旋进而顶起质量为m的重物，如果重物和螺杆可在任意位置保持平衡，称为摩擦自锁。能实现自锁的千斤顶，的最大值为。现用一个倾角为的千斤顶将重物缓慢顶起高度h后，向螺纹槽滴入润滑油使其动摩擦因数μ减小，重物回落到起点。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计螺杆和手柄的质量及螺杆与重物间的摩擦力，转动手柄不改变螺纹槽和螺杆之间的压力。下列说法正确的是（　　） A．实现摩擦自锁的条件为 B．下落过程中重物对螺杆的压力等于mg C．从重物开始升起到最高点摩擦力做功为mgh D．从重物开始升起到最高点转动手柄做功为2mgh 6．（2021·全国·模拟预测）如图所示，一根轻弹簧右端固定在粗糙的水平面上，弹簧处于原长状态时，左端位于点。质量为的滑块从点以初速度开始向右运动，与此同时在滑块上施加一个大小为的恒力，的方向与竖直方向的夹角为，当滑块滑到点时与弹簧相撞，弹簧被压缩到位置时滑块速度变为零，然后滑块被反弹，运动到点时，速度再次为零。已知、的间距为，是、两点的中间位置，、的间距为，取。，，弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法正确的是（　　） A．滑块刚接触弹簧就开始减速 B．整个过程中因摩擦产生的热量为 C．滑块与水平面之间的动摩擦因数为 D．弹簧的最大弹性势能为 二、多选题 7．（2022·湖北·模拟预测）甲、乙两同学在课外活动时进行乒乓球比赛，已知乒乓球的质量为m且可视为质点，球桌的长度为L，甲同学在球桌左边缘上方高H处沿水平方向发球，在桌面上反弹后恰好过网，之后乒乓球落在球桌的右边缘上。乒乓球第一次落在桌面上时的水平位移为，已知第一次与桌面接触的过程乒乓球与桌面相互作用的时间为t，重力加速度为g，不计摩擦和空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．乒乓球第一次与桌面作用过程中损失的能量为 B．乒乓球第一次落在桌面上后反弹上升的最大高度为 C．第一次与桌面接触的过程中，乒乓球受到桌面提供的平均作用力为 D．球网的高度为 8．（2022·广东珠海·模拟预测）如图所示，质量、半径、内壁粗糙程度一致的半圆槽静置于光滑的水平地面上。现将一质量的小球（可视为质点）自左侧槽口A点的正上方处由静止释放，小球下落后自A点进入槽内，然后从C点离开。已知小球第一次滑至半圆槽的最低点B时，小球的速度大小为4，重力加速度，不计空气阻力，则小球第一次在半圆槽内向右滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球从A点到B点的过程中，小球对半圆槽的作用力对槽所做总功为正 B．小球从A点到B点的过程中，小球与半圆槽组成的系统增加的内能为7J C．小球从A点到C点的过程中，半圆槽的位移为 D．小球从C点飞出后做斜抛运动 9．（2021·福建漳州·二模）如图，木块A、B紧靠放置于水平面上，A和墙间水平拴接着劲度系数为的轻弹簧，且弹簧处于原长状态。已知A、B质量分别为、，与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度为。今用水平力向左缓慢压B，使B向左移动，突然撤去，则（　　） A．若A、B可分开，分开时弹簧处于原长状态 B．若A、B可分开，分开时弹簧处于压缩状态 C．为使A、B可分开，做功必须大于 D．为使A、B可分开，必须不小于 10．（2021·全国·模拟预测）如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率顺时针运行。质量为，可视为质点的物块在与传送带等高的平台上的处，与压缩的弹簧（弹簧被锁定）接触但不粘连，现解除锁定，弹簧把物块水平向左弹出，已知弹簧处于原长时最左端在点，平台表面点左侧粗糙，点右侧光滑，传送带右端与平台相切于点，为传送带上方最左端，物块与传送带和平台上点左侧之间的动摩擦因数均为，传送带长度为，，，则下列说法正确的是（　　） A．物块在传送带上运动时的加速度大小为 B．若物块能从传送带左端滑下，则弹簧应具有的弹性势能最小为 C．弹簧的弹性势能为时，物块在平台上段滑动的总路程为 D．弹簧的弹性势能为时，物块最终停在平台上的点 11．（2022·重庆市璧山来凤中学校三模）一辆小车以一定的初速度冲上高度为h、长度为L的斜坡，已知小车的质量为m，小车受到沿斜面向下的阻力为f，则对小车由坡底冲到坡顶的运动过程分析正确的是（　　） A．此过程中小车的动能减少了(mgh+fL) B．此过程中小车的势能增加了(mgh－fL) C．此过程中自然界中的能量减少了fL了 D．此过程中小车的机械能减少fL 12．（2021·天津南开·二模）如图甲所示，在公元1267 ~ 1273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机。将石块放在长臂一端的石袋中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面，然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛出。现将其简化为图乙所示。将一质量m= 80 kg的可视为质点的石块装在长L=m的长臂末端的石袋中，初始时长臂与水平面成α= 30°。松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面上。石块落地点与O点的水平距离s= 100 m。忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，g= 10 m/s2，下列说法正确的是（） A．石块水平抛出时的初速度为25 m/s B．重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量 C．石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功1.16×105J D．石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为1.42×104N 三、填空题 13．（2022·上海·一模）如图为水力发电的示意图，一台发电机能提供6.4×106W的电功率．假定水轮机和发电机的效率都是80%，则从上游冲下来的水每秒钟提供给水轮机______J的能量．若上、下游水面落差为24.8m，且上游水的流速为2m/s，则每秒钟需要______kg质量的水通过水轮机，才能产生这样的电功率．（g=10m/s2） 14．（2022·天津河北·二模）质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是__________m/s．若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×103 N，则子弹射入木块的深度为_______m． 15．（2022·上海长宁·二模）带帆的滑块质量为2kg，运动时帆所受的空气阻力与滑块的速度成正比，即f=Kv，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25．现让滑块沿倾角为 的斜面由静止下滑，最大速度为1m/s．若使斜面倾角变为，由静止释放滑块，当下滑速度为1m/s时位移为0.3m，则此时滑块的加速度为___m/s2，克服空气阻力做的功为___J． 取重力加速度g=10m/s2． 四、解答题 16．（2022·广西·一模）如图所示，内壁粗糙、半径R=0.4m的四分之一网弧轨道AB在最低点B处与光滑水平轨道BC相切。质量m2=0.4kg的小球b左端连接一水平轻弹簧，静止在光滑水平轨道上，质量m1=0.4kg的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B的过程中克服摩擦力做功0.8J，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求： (1)小球a由A点运动到B点时对轨道的压力大小； (2)小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，a球的最小动能； (3)小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中，弹簧对小球b的冲量I的大小。 17．（2022·上海·一模）如图，质量1kg的物块从倾角α=的斜面顶端A点由静止开始沿斜面匀加速下滑，到达B点的速度为2m/s，已知AB长2m (sin=0.6，cos=0.8，g=10m/s2)。求： （1）物块下滑过程中加速度的大小； （2）物块下滑过程中受到的阻力大小； （3）物块下滑过程中损失的机械能； （4）若要使物块沿斜面下滑过程中机械能守恒，可加一恒力F，求F的大小和方向。 18．（2022·全国·模拟预测）如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道和相连）、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径，长，长，圆轨道和光滑，滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量m=2g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求 （1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小； （2）当且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力大小及弹簧的弹性势能； （3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。 参考答案： 1．B 2．A 3．D 4．C 5．D 6．C 7．BC 8．AC 9．AD 10．CD 11．AD 12．CD 13．     ；     14．     20     0.2 15．     2.5     2.9 16．(1)8N；(2)0；(3)0.8N·s 17．（1）1m/s2（2）