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    高考物理一轮复习巩固提升第5章第3节 机械能守恒定律 (含解析) 练习

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    高考物理一轮复习巩固提升第5章第3节 机械能守恒定律 (含解析)

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    这是一份高考物理一轮复习巩固提升第5章第3节 机械能守恒定律 (含解析),共7页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
    (建议用时:35分钟)一、单项选择题1(2019·北京模拟)将一个物体以初动能E0竖直向上抛出落回地面时物体的动能为.设空气阻力恒定如果将它以初动能4E0竖直上抛则它在上升到最高点的过程中重力势能变化了(  )A3E0   B2E0C1.5E0 DE0解析:A.设动能为E0其初速度为v0上升高度为h;当动能为4E0则初速度为2v0上升高度为h′.由于在上升过程中加速度相同根据v22gh可知h4h根据动能定理设摩擦力大小为ff×2h因此f×4hE0.因此在升到最高处其重力势能为3E0所以答案为A.2.(2019·无锡模拟)如图所示斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上现将一小球从图示位置静止释放不计一切摩擦则在小球从释放到落至地面的过程中下列说法正确的是(  )A.斜劈对小球的弹力不做功B斜劈与小球组成的系统机械能守恒C.斜劈的机械能守恒D小球重力势能减少量等于斜劈动能的增加量解析:B.不计一切摩擦小球下滑时小球和斜劈组成的系统只有小球的重力做功小球重力势能减少量等于斜劈和小球的动能增加量系统机械能守恒B正确CD错误;斜劈对小球的弹力与小球位移间夹角大于90°故弹力做负功A错误.3在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出不计空气阻力则落在同一水平地面时的速度大小(  )A.一样大 B.水平抛的最大C.斜向上抛的最大 D.斜向下抛的最大解析:A.不计空气阻力的抛体运动机械能守恒.故以相同的速率向不同的方向抛出落至同一水平地面时物体速度的大小相等故只有选项A正确.4.(2019·兰州模拟)如图所示可视为质点的小球AB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(  )A2R    B  C.    D解析:C.AB的质量分别为2mmA落到地面上时B恰好运动到与圆柱轴心等高处AB整体为研究对象AB组成的系统机械能守恒故有2mgRmgR(2mm)v2A落到地面上以后B仍以速度v竖直上抛上升的高度为h解得hRB上升的总高度为RhR选项C正确.5.如图所示固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接弹簧的另一端连接在墙上且处于原长状态.现让圆环由静止开始下滑已知弹簧原长为L圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)则在圆环下滑到最大距离的过程中(  )A.圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了mgLC.圆环下滑到最大距离时所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变解析:B.圆环沿杆下滑的过程中圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒选项AD错误;弹簧长度为2L圆环下落的高度hL根据机械能守恒定律弹簧的弹性势能增加了ΔEpmghmgL选项B正确;圆环释放后圆环向下先做加速运动后做减速运动当速度最大时合力为零下滑到最大距离时具有向上的加速度力不为零选项C错误. 6.如图所示竖直平面内的半圆形光滑轨道其半径为R小球AB质量分别为mAmBAB之间用一根长为l(l<R)的轻杆相连从图示位置由静止释放球和杆只能在同一竖直面内运动下列说法正确的是(  )A.若mA<mBB在右侧上升的最大高度A的起始高度相同BmA>mBB在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同C.在A下滑过程中轻杆对A做负功B做正功DA在下滑过程中减少的重力势能等于AB增加的动能解析:C.选轨道最低点为零势能点根据系统机械能守恒条件可知AB组成的系统机械能守恒如果B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同则有mAghmBgh0则有mAmB故选项AB错误;小球A下滑、B上升过程中小球B机械能增加则小球A机械能减少说明轻杆对A做负功B做正功故选项C正确;A下滑过程中减少的重力势能等于B上升过程中增加的重力势能和AB增加的动能之和故选项D错误.7.如图所示粗细均匀、两端开口的U形管内装有同种液体开始时两边液面高度差为h管中液柱总长度为4h后来让液体自由流动当两液面高度相等时右侧液面下降的速度为(  )A  B C  D 解析:A.当两液面高度相等时减少的重力势能转化为整个液体的动能如解析图所示由机械能守恒定律可得mg·hmv2解得v.二、多项选择题8.(2019·宁波调研)某娱乐项目中参与者抛出一小球去撞击触发器从而进入下一关.现在将这个娱乐项目进行简化假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球小球恰好击中触发器.若参与者仍在刚才的抛出点沿ABCD四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球如图所示.则小球能够击中触发器的可能是(  ) 解析:CD.竖直上抛时小球恰好击中触发器则由-mgh0mv2h2Rv2.沿图A中轨道以速率v抛出小球小球沿光滑圆弧内表面做圆周运动到达最高点的速率应大于或等于所以小球不能到达圆弧最高点即不能击中触发器.沿图B中轨道以速率v抛出小球小球沿光滑斜面上滑一段后做斜抛运动最高点具有水平方向的速度所以也不能击中触发器.图C及图D中小球在轨道最高点速度均可以为零由机械能守恒定律可知小球能够击中触发器.9.(2019·苏北四市调研)如图所示固定在竖直面内的光滑圆环半径为R圆环上套有质量分别为m2m的小球AB(均可看做质点)且小球AB用一长为2R的轻质细杆相连在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为g)下列说法正确的是(  )AA球增加的机械能等于B球减少的机械能BA球增加的重力势能等于B球减少的重力势能CA球的最大速度为 D细杆对A球做的功为mgR解析:AD.系统机械能守恒的实质可以理解为是一种机械能的转移此题的情景就是A球增加的机械能等于B球减少的机械能AB错;根据机械能守恒定律有:2mg·2Rmg·2R×3mv2所以A球的最大速度为 C错;根据功能关系细杆对A球做的功等A球增加的机械能WAmv2mg·2RmgRD对.10.把质量是0.2 kg的小球放在竖立的弹簧上并把球往下按至A的位置如图甲所示.迅速松手后弹簧把球弹起球升至最高位置C(图丙).途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙).已知BA的高度差为0.1 mCB的高度差为 0.2 m弹簧的质量和空气阻力都可以忽略,重力加速度g10 m/s2.则下列说法正确的是(  )A.小球从A上升至B的过程中弹簧的弹性势能一直减小小球的动能一直增加B小球从B上升到C的过程中小球的动能一直减小势能一直增加C.小球在位置A弹簧的弹性势能为0.6 JD小球从位置A上升至C的过程中小球的最大动能为 0.4 J解析:BC.小球从A上升到B的过程中弹簧的形变量越来越小弹簧的弹性势能一直减小小球在AB之间某处的合力为零速度最大对应动能最大选项A错误;小球从B上升到C的过程中只有重力做功机械能守恒动能减少势能增加选项B正确;根据机械能守恒定律小球在位置A弹簧的弹性势能为EpmghAC0.2×10×0.3 J0.6 J选项C正确;小球在B点时的动能为EkmghBC0.4 JEkm选项D错误.11(2019·温州高三模拟)如图所示在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起斜面足够长.在圆弧轨道上静止着N个半径为r(rR)的光滑小球(小球无明显形变)小球恰好将圆弧轨道铺满从最高点A到最低点B依次标记为123N.现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走N个小球由静止开始沿轨道运动不计摩擦与空气阻力下列说法正确的是(  )AN个小球在运动过程中始终不会散开B1个小球从AB过程中机械能守恒C.第1个小球到达B点前第N个小球做匀加速运动D1个小球到达最低点的速度v<解析:AD.在下滑的过程中水平面上的小球要做匀速运动而曲面上的小球要做加速运动则后面的小球对前面的小球有向前挤压的作用所以小球之间始终相互挤压冲上斜面后后面的小球把前面的小球往上压所以小球之间始终相互挤压N个小球在运动过程中始终不会散开A正确;第一个小球在下落过程中受到挤压所以有外力对小球做功小球的机械能不守恒B错误;由于小球在下落过程中速度发生变化相互间的挤压力变化所以第N个小球不可能做匀加速运动C错误;当重心下降根据机械能守恒定律得:mv2mg·解得:v;同样对整体在AB段时重心低于所以第1个小球到达最低点的速度v<D正确.12.如图所示滑块AB的质量均为mA套在固定倾斜直杆上倾斜直杆与水平面成45°B套在固定水平直杆上两直杆分离不接触两直杆间的距离忽略不计且杆足够长AB通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30°)连接AB从静止释放B沿水平面向右运动不计一切摩擦滑块AB均视为质点在运动的过程中下列说法正确的是(  )A.当A到达与B同一水平面时vBvABA到达与B同一水平面时B的速度为 C.滑块B到达最右端时A的速度为D滑块B的最大动能为mgL解析:ABD.由运动的合成与分解可知A到达与B同一水平面时vAcos 45°vBvBvA选项A正确;从开始到A到达与B同一水平面的过程中AB两滑块组成的系统机械能守恒由机械能守恒定律可得mgLsin 30°mvmv解得vB选项B正确;滑块B到达最右端时速度为零此时轻杆与倾斜直杆垂直由机械能守恒可得mgL(sin 30°sin 45°)mv解得vA选项C错误;由题意可知当轻杆与水平直杆垂直时B的速度最大此时A的速度为零由系统机械能守恒可得mgL(1sin 30°)EkB解得EkBmgL选项D正确.三、非选择题13.(2019·青岛检测)一半径为R的半圆形竖直圆柱面用轻质不可伸长的细绳连接的AB两球悬挂在圆柱面边缘两侧A球质量为B球质量的2现将A球从圆柱边缘处由静止释放如图所示.已知A始终不离开圆柱内表面,且细绳足够长,若不计一切摩擦,求:(1)A球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小;(2)A球沿圆柱内表面运动的最大位移.解析:(1)A球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小为vB球的质量为m则根据机械能守恒定律有2mgRmgR×2mv2mv由图甲可知A球的速度vB球速度vB的关系为vBv1vcos 45°联立解得v2.(2)A球的速度为零时A球沿圆柱内表面运动的位移最大设为x如图乙所示由几何关系可知A球下降的高度h 根据机械能守恒定律有2mghmgx0解得xR.答案:(1)2 (2)R

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