高考物理一轮复习【分层练习】 第08章 机械能守恒定律

高考物理一轮复习策略

首先，要学会听课：

1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;

2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。

3、听要结合写和思考。

4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。

其次，要学会记忆：

1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。

2、合理用脑。

3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：

一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。

1.摸透主干知识       2.能力驾驭高考      3.科技领跑生活

第八章 机械能守恒定律分层训练

1．工人用水平力F推动箱子在粗糙的水平地面上运动，下列说法正确的是（　　）

A．如果箱子做匀速直线运动，F一定对物体做正功

B．如果箱子做匀速直线运动，F一定对箱子不做功

C．如果箱子做减速直线运动，F一定对箱子做负功

D．如果箱子做加速直线运动，F可能对物体不做功

2．一辆质量为的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为，受到的阻力大小为此时，汽车发动机输出的实际功率是（　　）

A． B． C． D．

3．某国产电动汽车在水平公路上以大小为v的速度匀速前进，电动汽车行驶时所受的阻力大小恒为f。若使电动汽车的功率变为原来的2倍，则电动汽车再次匀速前进时，其（　　）

A．牵引力大小为2f B．牵引力大小为

C．速度大小为2v D．速度大小为

1．下列说法正确的是（　　）

A．位移、速度、功率、重力势能都是矢量

B．牛顿用实验测出万有引力常量G，被称为能称出地球质量的人

C．伽利略对自由落体运动的研究，采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法

D．研究短跑运动员的起跑姿势时，可以将运动员视为质点，这种研究方法属于替代法

2．如图所示，上端开口，粗细均匀的U型管的底部中间有一阀门，开始阀门关闭，两管中的水面高度差为h，现将阀门打开，最终两管水面相平，则这一过程中（　　）

A．大气压做正功，重力做负功，水的内能不变

B．大气压不做功，重力做正功，水的内能增大

C．大气压不做功，重力做负功，水的内能增大

D．大气压做负功，重力做正功，水的内能不变

3．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（　　）

A．mgh B．mgH C．mg（h+H） D．-mgh

1．改变汽车的质量和速度，都可能使汽车的动能发生改变，下列几种情形中，汽车的动能不变的是（　　）

A．质量不变，速度增大到原来的2倍 B．速度不变，质量增大到原来的2倍

C．质量减半，速度增大到原来的2倍 D．速度减半，质量增大到原来的4倍

2．将质量均为m的物体从同一高度h以相同的速率v分别沿水平和竖直向上方向抛出，则它们（　　）

A．落地时速度相同

B．落地时重力的功率相同

C．在空中飞行的过程中，重力的平均功率相同

D．在空中飞行的过程中，重力做功相同

3．如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止运动，那么摩擦力在AB段对物体做的功为（　　）

A．－μmgR B．－mgR C．－mgR D．（－1）mgR

1．如图所示，“嫦娥一号”发射后绕地球椭圆轨道运行，多次调整后进入奔月轨道，接近月球后绕月球椭圆轨道运行，调整后进入月球表面轨道。已知a是某一地球椭圆轨道的远地点，b和c是不同月球椭圆轨道的远月点，a点到地球中心的距离等于b点到月球中心的距离。则“嫦娥一号”（　　）

A．在a点速度小于地球第一宇宙速度

B．在a点和在b点的加速度大小相等

C．在b点的机械能小于在c点的机械能

D．在奔月轨道上所受的万有引力一直减小

2．某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，把足球视为质点，空气阻力不计，关于足球从踢出到落地的过程中，足球的（       ）

A．动能先减少后增加 B．重力势能一直增加

C．机械能先减少后增加 D．重力的瞬时功率一直增大

3．如图，一质量为m的小球从高度为H的地方以初速度v0水平抛出。不计空气阻力，当小球在竖直方向上下降的距离为h时，其动能为（　　）

A．m+ mgH B．m+ mgh

C．mgH－mgh D．m+ mg（H-h）

1．图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、米尺、天平．回答下列问题：

（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有(      )（填入正确选项前的字母）：

A．带铁夹的轻木块

B．带铁夹的小重锤

C．220V的直流电源

D．220V的交流电源

E．4-6V的直流电源

F．4-6V的交流电源

（2）若实验中该物体的动能的增加量总是略小于重力势能的减少量，则产生该误差的原因是：______．（写出其中一个原因）

2．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以验证机械能守恒定律，或测定重力加速度。

（1）通过正确处理纸带，经过计算一般重物重力势能的减少量会略大于动能的增加量，其原因是______。

（2）若测定重力加速度，通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度。除作v-t图像外，为使图线的斜率等于重力加速度，还可作______图象，或_______图象。

3．某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。气垫导轨倾斜固定在水平桌面上，导轨A点处有一带挡光片的滑块，滑块与挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为d，滑块通过细线跨过光滑的定滑轮与两个相同的钩码相连，连接滑块的一段细线与导轨平行，每个钩码的质量为m。开启气泵，滑块恰好能静止于A点。导轨上B点处固定一个光电门，挡光片到光电门的距离为L（L小于钩码到定滑轮的距离）。已知当地重力加速度为g。

(1)该同学用游标卡尺测出遮光片的宽度d=0.946cm，则该同学用的游标卡尺是______（填“10”“20”或50”）分度；

(2)某时刻只撤去钩码2，让滑块从A点静止开始运动，已知光电门记录挡光片的挡光时间为，则滑块通过B点的瞬时速度为______（用题目中所给的物理符号表示）；

(3)在滑块从A点运动到B点的过程中，为了验证滑块与钩码1组成的系统机械能守恒。需要验证的关系式为______（用题目中所给的物理符号表示）。

一、单选题

1．质量为m的赛车在水平直线赛道上以恒定功率P加速，受到的阻力不变，其加速度a与速度的倒数的关系如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．赛车速度随时间均匀增大

B．赛车加速度随时间均匀增大

C．赛车加速过程做的是加速度逐渐减小的加速运动

D．图中纵轴截距、横轴截距

2．如图所示，汽车以不变的速率通过路面abcd、ab段为平直上坡路，bc段为水平路，cd段为平直下坡路。设汽车在ab、bc、cd段行驶时发动机的输出功率分别为P1、P2、P3，不计空气阻力和摩擦阻力的大小变化，则 （　　）

A．P1＝P3＞P2 B．P1＝P3＜P2 C．P1＜P2＜P3 D．P1＞P2＞P3

3．如图，弹簧门是依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭，当将弹簧门打开时，弹簧的弹力对外（　　）

A．做正功 B．做负功

C．不做功 D．有时做正功，有时做负功

4．如图所示，某同学将乒乓球发球机正对着竖直墙面水平发射，两个完全相同的乒乓球a和b各自以不同的速度水平射出，碰到墙面时竖直下落的高度之比为9：16。若不计阻力，下列对乒乓球a和b的判断正确是（　　）

A．碰墙前a和b的运动时间之比为9：16

B．a和b碰墙时速度与墙面夹角的正切值之比为4：3

C．从发出到碰墙，重力对a和b做功大小之比为3：4

D．a和b的初速度之比为4：3

5．如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（　　）

A． B． C． D．

6．以前人们盖房打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示。参加打夯的共有五人。四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，最后夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时，设夯锤的质量为m。将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为，持续的时间为t，然后松手，夯锤落地时将地面砸出一个凹痕。不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　）

A．在上升过程中，夯锤做匀变速直线运动

B．夯锤上升的最大高度为

C．松手时夯锤的动能为

D．在上升过程中，夯锤先失重后超重

7．如图所示，滑块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，物块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，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现将滑块从处由静止释放，经过处的速度最大，到达处的速度为零，此时物块还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为间距离为，不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法中正确的是

A．滑块下滑过程中，机械能先增大后减小

B．滑块经过处时的加速度不等于零

C．物块和滑块的质量之比为

D．若滑块质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块由处从静止滑到处，滑块到达处时，物块和滑块的速度之比为

8．如图，物块以某一初速度于固定斜面底端冲上斜面，一段时间后物块返回出发点。若物块和斜面间动摩擦因数处处相同。在物块上升、下降过程中，运动时间分别用t1、t2表示，损失的机械能分别用ΔE1、ΔE2表示。则（　　）

A．t1<t2，ΔE1=ΔE2 B．tl<t2，ΔE1<ΔE2

C．tl=t2，ΔE1=ΔE2 D．tl>t2，ΔE1>ΔE2

9．利用图示装置可以做力学中的许多实验。以下说法正确的一项是（　　）

A．利用此装置可做“研究匀变速直线运动”的实验，但必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响

B．利用此装置可做“验证机械能守恒定律”的实验，在平衡小车受到的摩擦力后，小车机械能就守恒了

C．利用此装置可“探究加速度a与质量m的关系”，在用图像法处理数据时，如果画出的a—m关系图像不是直线，就可确定加速度与质量成反比

D．利用此装置做“探究动能定理”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响

10．为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度。在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是v1，经过B点时的速度是v2，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是(　　)

A．用天平测出物体的质量

B．测出A、B两点间的竖直距离

C．利用mv－mv算出物体从A点运动到B点的过程中动能的变化量

D．验证v－v与2gh是否相等

二、多选题

11．如图所示，放在光滑水平地面上的物体B在水平拉力F的作用下向左匀速运动。B上面的物体A保持静止，A，B都是矩形物体。则在A，B间发生相对运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．A、B间弹力对A、B都不做功

B．A，B间弹力对A不做功，对B做正功

C．A，B都克服摩擦力做功

D．摩擦力对A不做功，对B做负功

12．如图所示，一倾斜固定传送带以恒定速率顺时针转动。在传送带底端B无初速度地放一个工件，工件在摩擦力的作用下从传送带底端B滑动到顶端A，然后进入平台装箱打包。则当工件从传送带底端B滑动到顶端A的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．摩擦力对工件所做的功等于工件动能的增量

B．摩擦力对工件所做的功等于工件机械能的增量

C．摩擦力对工件所做的功等于工件和传送带之间的摩擦生热

D．工件克服重力所做的功等于工件重力势能的增量

13．某辆汽车总质量为m，发动机的功率为时在平直公路上以速度匀速行驶。时汽车进入限速区，驾驶员立即将汽车功率减小到并保持该功率继续行驶，时刻后汽车再次匀速。假设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从驾驶员减小油门开始，汽车的关系如图所示，则在时间内，下列说法正确的是（　　）

A．减小功率后瞬间汽车的加速度大小为

B．减小功率后瞬间汽车的加速度大小为

C．汽车行驶的位移为大小为

D．汽车行驶的位移为大小为

14．如图，竖直平面内放一直角杆，水平和竖直部分套有质量均为1kg的滑块A、B，两滑块之间用长0.5m的轻绳连接，杆的水平部分粗糙，滑块与杆的动摩擦因数，杆的竖直部分光滑。图示时刻，轻绳与竖直杆的夹角为45°，物块A在恒为F＝20N的水平拉力作用下从静止开始向右运动。从图示时刻起在A向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．F的功率一直增大

B．滑块B的机械能不变

C．滑块A受到的摩擦力逐渐增大

D．运动过程中滑块B的速率不可能比滑块A的速率小

1．某同学利用图1中的实验装置探究机械能变化量与力做功的关系。所用器材有：一端带滑轮的长木板、轻细绳、50g的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为200g，其上可放钩码）、刻度尺。当地重力加速度为9.80m/s2。实验操作步骤如下：

①安装器材，调整两个光电门距离为50.00cm，轻细绳下端悬挂4个钩码，如图1所示；

②接通电源，释放滑块，分别记录遮光条通过两个光电门的时间，并计算出滑块通过两个光电门的速度；

③保持绳下端悬挂4个钩码不变，在滑块上依次增加一个钩码，记录滑块上所载钩码的质量，重复上述步骤；

④完成5次测量后，计算出每次实验中滑块及所载钩码的总质量M、系统（包含滑块、滑块所载钩码和轻细绳悬挂钩码）总动能的增加量ΔEk及系统总机械能的减少量ΔE，结果如下表所示：

回答下列问题：

（1）实验中轻细绳所悬挂钩码重力势能的减少量为______J（保留三位有效数字）；

（2）步骤④中的表格所缺数据为______；

（3）若M为横轴，ΔE为纵轴，选择合适的标度，在图2中绘出ΔE­M图像______；若忽略轻细绳与滑轮之间的摩擦力做功，则滑块与木板之间的动摩擦因数为______（保留两位有效数字）。

2．某实验小组利用铁架台、弹簧、钩码、打点计时器、刻度尺等器材验证系统机械能守恒定律，实验装置如图1所示。弹簧的劲度系数为k，原长为L0，钩码的质量为m。已知弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，当地的重力加速度大小为g。

（1）在弹性限度内将钩码缓慢下拉至某一位置，测得此时弹簧的长度为L。接通打点计时器电源。从静止释放钩码，弹簧收缩，得到了一条点迹清晰的纸带。钩码加速上升阶段的部分纸带如图2所示，纸带上相邻两点之间的时间间隔均为T（在误差允许范围内，认为释放钩码的同时打出A点）。从打出A点到打出F点时间内，弹簧的弹性势能减少量为______，钩码的动能增加量为______，钩码的重力势能增加量为______。

（2）利用计算机软件对实验数据进行处理，得到弹簧弹性势能减少量、钩码的机械能增加量分别与钩码上升高度h的关系，如图3所示。由图3可知，随着h增加，两条曲线在纵向的间隔逐渐变大，主要原因是______。

3．为测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ，某同学将长木板左端P点放在水平桌面边缘，右端Q点搭在铁架台上，构成一个斜面，斜面底端P点处安放一个光电门。实验步骤如下：

①用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d；用刻度尺量出P点到Q点的水平距离L，以及Q点到水平桌面的高度H；

②让滑块从Q点静止开始沿长木板下滑，光电门计时器读出遮光条的挡光时间t；

③保持水平距离L不变，重新调节Q点的位置，改变Q点到水平桌面的高度H，重复步骤②数次。

回答下列问题：

（1）用游标卡尺测出滑块上遮光条的宽度d如图乙所示，则___________cm；

（2）滑块通过光电门时的速度___________（用题中所给的字母表示）；

（3）实验中___________（填“需要”或“不需要”）测量滑块的质量；

（4）根据多次实验记录的H和t数据作出图像如图丙所示，滑块与长木板间的动摩擦因数___________，重力加速度大小___________（用题中所给的字母及图丙上数据a、b、c表示）。

1．2021年10月29日，由中车大同公司研制的首台氢燃料电池混合动力机车正式在锦白铁路内蒙古大板东站投入运行，标志着我国轨道交通装备在新能源领域实现由产品开发到实践应用的重大跨越。假设机车在平直轨道上由静止开始做匀加速直线运动，经过速度达到最大为，已知机车质量为，运动过程中受到的阻力为自身重力的0.01倍，重力加速度为，求机车从开始运动到达到最大速度的过程中：

（1）加速度a的大小；

（2）位移x的大小；

（3）牵引力的平均功率P。

2．如图，一个竖直放置的光滑圆管由两个半径均为R=0.6m的四分之一圆弧拼接而成（圆管孔径远小于圆弧半径），O、O′分别为两个圆弧的圆心，管口A点恰好水平。将一个质量m=1kg的小球从A点静止释放，以地而为零势能面，g取10m/s2，求：

（1）小球运动到OO′高度时具有的机械能；

（2）小球运动到底部时的速度的大小；

（3）小球运动到底部时对圆管压力的大小和方向。

3．如图所示，轨道由粗糙的水平轨道，竖直轨道和光滑的圆弧轨道组成，质量为、可视为质点的玩具小汽车从A点由静止释放，以的恒定功率启动，运动后从B点水平抛出，沿过D点的切线进入圆弧轨道，已知重力加速度为g，小汽车到达B点时已达最大速度，小汽车运动到B点后电机不再工作，轨道的高度为，轨道的半径为，其圆心和B点等高，（g取）求：

（1）小汽车运动到轨道段最低点时对轨道的压力；

（2）小汽车在轨道段运动的距离。